张守运，贾 华，左传胜，王翠玲，张雪华，张俊杰，赵 冰

(义乌华鼎锦纶股份有限公司，浙江 义乌 311209)

PA 6 DTY竹节丝生产工艺探讨

张守运，贾 华，左传胜，王翠玲，张雪华，张俊杰，赵 冰

(义乌华鼎锦纶股份有限公司，浙江 义乌 311209)

优化控制纺丝工艺条件，生产聚己内酰胺(PA 6)预取向丝(POY)；然后以PA 6 POY为原料，在德国Barmag公司FK6V-1000型高速拉伸假捻变型机上，控制假捻变形丝(DTY)的生产工艺，生产具有竹节效果的PA 6 DTY竹节丝。结果表明：较低的加工速度及拉伸倍数、较高的热箱温度及D/Y比、合理的超喂率等是生产具有均匀竹节段结构的PA6DTY竹节丝的关键；控制加工速度250～300m/min,拉伸倍数0.80～0.85，热箱温度170～180 ℃,D/Y比为1.65～1.70, 超喂率4.0%～5.8%，可以生产综合性能良好的88dtex/48fPA6DTY竹节丝，纤维具有竹节段和蓬松段交替分布，竹节长度可达2.53cm，织物具有镂空感并且吸湿透气性能好。

聚己内酰胺纤维 假捻变形丝 竹节丝 竹节长度 吸湿透气性能

近年来，随着社会和经济的发展，人们对服装穿着的舒适性和美观度的追求不断提高，纺织和化纤领域不断探索生产差别化和功能性高端服装面料。多年前人们就已开始对化学纤维吸湿透气性进行改善，开发出了涤纶竹节丝，但是涤纶手感硬吸湿性能差。锦纶(PA 6纤维)虽然吸湿性能好，手感柔软，但由于纤维弹性较大，生产具有粗细段结构的难度较大，往往竹节较短或呈点状，长度基本小于0.5 cm,无法形成织物镂空感，且吸湿透气性能较差[1]。作者通过改进PA 6预取向丝(POY)的生产工艺以及优化加弹工艺技术，成功开发出竹节长度和竹节分布可控、竹节长度达3 cm、织物镂空感强、吸湿透气性能好、染色深浅条纹美观的PA 6 DTY竹节丝。

现以88 dtex/48 f PA 6 DTY竹节丝的生产为例，对生产工艺进行探讨分析，供同行参考。

1 试验

1.1 原料

PA 6切片：纤维级，相对黏度2.40，熔点233 ℃，端氨基含量48 mol/t，含水率4 200 μg/g，义乌华鼎锦纶股份有限公司产 。

1.2 主要设备与仪器

螺杆挤出机：长径比为24，德国Leonard公司制；纺丝卷绕机：日本TMT公司制；拉伸假捻变型机：FK6V-1000型高速弹力机，德国Barmag公司制；CZF28-SF-1 压差法微量水分测定仪：北京中西远大科技有限公司制；RS-Ⅲ型喷射式染色机：中国核动力研究设计院第三研究所制；YG023B-Ⅱ型全自动单纱强力机、YG086型缕纱测长机：常州纺织仪器厂有限公司制。

1.3 PA 6 POY的生产

PA 6切片经干燥后，投入料仓，在氮气的保护下通过回转阀的控制和计量进入螺杆挤压机，在螺杆机压机的作用下压缩受热熔融成为熔体，熔体经过预过滤器初步去除杂质，并经计量泵计量后进入纺丝组件，在组建压力以及冷却吹风作用下纺丝成纤，经油嘴上油和预网络器加网后，纤维丝束的集束性、平滑性得到加强，然后进入第一、二导丝辊，然后经过主网络器进行网络，纤维集束性进一步提高，然后经第三导丝辊进入卷绕系统，形成PA 6 POY原丝。

主要纺丝工艺参数如下：PA6切片干燥温度110 ℃、干燥时间9 h，组件起始压力158.0 MPa，滤后压力96.0 MPa，侧吹风温度18 ℃，侧吹风速度0.43 m/s，侧吹风相对湿度90%，纺丝温度256 ℃，联苯温度256 ℃，油剂泵频率22 Hz，纺丝速度4 000 m/min，预网压力0.07 MPa，网络压力0.1 MPa，卷绕角5.0°。

1.4 PA 6 DTY竹节丝的生产

以PA 6 POY为原丝，经过导丝管以及切丝器，然后进入一罗拉，经过热箱上端的止捻器后进入热箱，在热箱内受热拉伸变形及定型后，经过冷却板冷却降温后进入假捻器，进行假捻变形后，先后经过二罗拉、三罗拉以及探丝器，最后经油轮上油后，卷绕成形。POY丝条在一罗拉和二罗拉之间完成拉伸假捻变形及定型，是产品风格形成的关键流程，其中一、二罗拉的速度差，形成对纤维的拉伸；热箱加热为纤维的拉伸变形以及热定型提供热量，拉伸和假捻变形也是产品风格形成的关键，拉伸倍数以及假捻变形D/Y比的选择直接决定了竹节结构是否形成以及分布状况。

拉伸假捻变形主要工艺参数如下：加工速度300m/min，拉伸倍数0.83，D/Y比为1.72，超喂率5.30%， 热箱温度176 ℃，油轮转速为0.2r/min。生产工艺流程见图1。

图1PA6DTY竹节丝生产工艺流程

Fig.1 Flow chart of PA 6 DTY slub yarn production

1.5 分析与测试

力学性能：依据GB/T 14344《化学纤维长丝拉伸性能试验方法》测试。

染色性能：依据FZ/T 50008《锦纶长丝染色均匀度试验方法》测试。

条干不匀率：依据GB/T 14346—1993《化学纤维长丝电子条干不匀率试验方法》测试。

竹节效果：采用条干不匀率以及竹节长度和个数来宏观反应竹节效果，即条干不匀率可高达20%以上，1.5～3.0 cm的竹节数8～20个/m，表示其具有较好的竹节效果。

2 结果与讨论

2.1 PA 6 POY原丝的质量

PA 6为半结晶物，在纺丝过程中容易结晶，特别是容易发生拉伸诱导结晶[2]，拉伸倍数的波动很难在丝条表观显现，因此其丝条竹节结构比涤纶等较难形成。为增加单丝间的抱合，形成丝条段状光滑竹节结构，在生产PA 6 POY时，降低纺丝速度，降低高聚物大分子取向度和内应力，减缓结晶速度和结晶度[3]，以便在假捻变形加工过程中，经高温受热后，单丝间发生粘连，经假捻变形后形成光滑的竹节段结构；但如果纺丝速度太低，生产成本增加，系统张力偏低，造成丝条运行不稳，断头多，生产效率减低，且升头困难。试验表明，纺丝速度在3 800～4 200 m/min,纤维断裂伸长率控制在70%～80%较为合适，纤维具有较好的可加工性能，且生产稳定，此工艺条件下生产的90 dtex/48 f PA 6 POY质量指标见表1。

表1 90 dtex/48 f PA 6 POY原丝质量指标Tab.1 Quality index of as-spun 90 dtex/48 f PA 6 POY

2.2 假捻变形丝路

DTY机由于锭位多，锭位差异对竹节丝风格均匀性有较大的影响。罗拉、导丝器、假捻器、罗拉皮辊等损坏，以及导丝器、冷却板、假捻器中心偏移或热箱表面结焦等异常问题，都可能使丝条的受热及假捻状态发生变化，从而使产品风格出现差异。特别是由于竹节丝加工工艺特殊，采用较高的热箱温度，在丝条断头时，丝条落在热箱中，易在热箱表面产生熔融结焦，导致丝条运行时张力会发生波动，丝条的受热效果变差，易造成竹节结构变短和竹节分布的变化[4]，成品织物的镂空效果就有所改变，所以为保证产品风格的均匀稳定性，必须加强丝路的检查和控制。

2.3 加工速度

在竹节丝生产过程中，拉伸变形温度相对较高，拉伸倍数较低，系统张力较小，丝条运行相对不稳定，为保证生产运转以及产品风格的均匀稳定，加工速度选择宜偏低。如果加工速度太高，丝条运行不稳，单丝间相互摩擦加大，单丝之间的集束性变差，丝条表面不光滑，丝条竹节结构不明显，而且纤维断裂强度降低，因而成品竹节结构的长度和分布均匀性变差，丝条较为蓬松，成品风格难以满足要求，而且生产断头多，甚至难以正常生产；如果加工速度太低，生产成本增加，而且丝条竹节段结构变得不明显[7]。由表2可知，加工速度为250～300 m/min时，竹节丝生产工况及成品风格较为理想。

表2 加工速度对产品竹节效果的影响Tab.2 Effect of processing speed on slub appearance of products

2.4 热箱温度

热箱温度是生产PA 6 DTY竹节丝的关键。纤维的竹节段结构的形成主要是纤维单丝高温粘连后，经假捻变形加工而形成。热箱温度的高低直接影响着竹节结构的长度和分布状态，如果温度太低，竹节段粗糙，光滑度变差，且竹节变短，个数减少，成品织物的镂空效果变差；但如果温度太高，丝条在假捻器处摩擦力增大，丝条运行不稳，造成断头增加，升头困难，甚至难以维持正常生产[5]。由表3可知，将热箱温度设定在170～180 ℃时，纤维竹节长度为1.5～3.0 cm,分布均匀，成品织物具有较好的镂空外观美感。

表3 热箱温度对产品竹节效果的影响Tab.3 Effect of heater temperature on slub appearance of products

2.5 拉伸倍数

拉伸倍数对PA 6 DTY竹节丝竹节结构的形成和分布影响较大。拉伸倍数增加，丝条系统张力提高，假捻张力和解捻张力均增加[6]，纤维竹节段长度和数量减少，且分布不匀；但如果拉伸倍数太低，容易造成丝条整根僵丝，或竹节段太长，成品织物产生空洞结构，影响美观度，且运行不稳，容易断头[7]。由表4可知，拉伸倍数控制在0.80～0.85时，竹节段结构长度和分布状态较好，成品织物风格美观度较高。

表4 拉伸倍数对产品竹节效果的影响Tab.4 Effect of draw ratio on slub appearance of products

2.6D/Y比

D/Y比的大小直接影响着竹节丝条的整体光滑度和丝束的蓬松性。在一定范围内，D/Y比增加，加捻张力增大，解捻张力减小，丝条的竹节结构变长，竹节个数增加；但如果D/Y太高，解捻张力太小，丝条运行不稳，会造成竹节段变长，而且断头多，丝条残余扭矩增高，难以使用；D/Y比降低，加捻张力减小，解捻张力增大，会导致纤维蓬松度增加，竹节结构段变短甚至消失，竹节个数减少，丝束蓬松，纤维光滑度变差，仿麻效果减弱。从表5可知，D/Y比为1.65～1.70时，竹节丝生产工况以及成品风格较为合适。

表5 D/Y比对产品竹节效果的影响Tab.5 Effect of D/Y ratio on slub appearance of products

2.7 产品质量

PA 6 DTY竹节丝产品风格主要取决于竹节段结构的长短及间距的分布状态。竹节数多，间距短，丝条捻度高时，成品织物的镂空感会好，要求加工速度及拉伸倍数要偏低选择使用，热箱温度及D/Y比偏高使用。由于加工速度较低，纤维生产工况及试用性能较好。PA 6 DTY竹节丝成品主要物理指标见表6。

表6 88 dtex/48 f PA 6 DTY竹节丝的主要物理指标Tab.6 Physical index of 88 dtex/48 f PA 6 DTY slub yarn

3 结论

a. 采用相对黏度为2.4的PA 6切片为原料，合理控制POY纺丝工艺和假捻变形工艺，可以生产出具有竹节段结构的花式竹节的PA 6 DTY，成品织物具有较好的镂空外观美感，仿麻手感以及优异的吸湿透气性。

b. 低纺丝速度、低假捻变形速度、低拉伸倍数、高热箱温度、高D/Y比是生产PA6DTY竹节丝的关键，也是纤维形成竹节段结构部的基础和根本保证。

[1] 朱建民.聚酰胺纤维[M].北京：化学工业出版社，2014:156-171.

ZhuJianmin.Polyamidefiber[M].Beijing:ChemicalIndustryPress,2014:156-171.

[2] 陈衍夏，兰建武.纤维材料改性[M].北京：中国纺织出版社，2009:39-52.

ChenXianxia,LanJianwu.Fibermaterialmodification[M].Beijing:ChinaTextile&ApparelPress,2009:39-52.

[3] 祖立武.化学纤维成型工艺学[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2014:109-121.

ZuLiwu.Chemicalfiberformationprocess[M].Harbin:HarbinInstituteofTechnologyPress,2014:109-121.

[4] 董纪震，孙桐，古大治.合成纤维生产工艺学[M].北京：中国纺织工业出版社，1984:89-92.

DongJizhen,SunTong,GuDazhi.Syntheticfiberproductionprocess[M].Beijing:ChinaTextileIndustryPress, 1984:89-92.

[5] 沈新元,先进高分子材料[M].北京：中国纺织出版社,2006:218-243.

ShenXinyuan.Advanedpolymermaterial[M].Beijing:ChinaTextile&ApparelPress, 2006:218-243.

[6] 沈新元,高分子材料加工原理.[M].北京：中国纺织出版社,2009:92-117.

ShenXinyuan.Polymermaterialprocessingprinciple[M].Beijing:ChinaTextile&ApparelPress, 2009:92-117.

[7] 张守运，谭延坤.70dtex/36fPA6FDY竹节丝生产工艺探讨[J].合成纤维工业，2016, 39(5):63-66.

ZhangShouyun,TanYankun.Productionprocessof70dtex/36fPA6FDYslubyarn[J].ChinSynFiberInd, 2016, 39(5):63-66.

广告索引

上海思尔达科学仪器有限公司 封一

石家庄波特无机膜分离设备有限公司 封二

巴陵石化技术中心分析测试中心 封三

扬州普立特化工技术有限公司 封四

郑州沃华机械有限公司 前插1

苏州中太制机有限公司 前插2

厦门帮众科技有限公司 前插3

崴特泵业(上海)有限公司 前插4

《合成纤维工业》第十七届编委会委员 后插1《合成纤维工业》第三届理事会成员 后插2

上海思尔达科学仪器有限公司 后插3

苏州中太制机有限公司 后插4

扬州普立特化工技术有限公司 后插5

中国石油化工股份有限公司天津

分公司化工部 后插6

厦门帮众科技有限公司 后插7

崴特泵业(上海)有限公司 后插8

SAMPE中国2017年会第二届先进

复合材料制品及工程应用展览会 后插9

“讲文明树新风”公益广告 后插10

Discussion of production process of PA 6 DTY slub yarn

Zhang Shouyun, Jia Hua, Zuo Chuansheng, Wang Cuiling, Zhang Xuehua, Zhang Junjie, Zhao Bing

(YiwuHuadingNylonCo.,Ltd.,Yiwu311209)

A polycaprolactam (PA 6) draw textured yarn (DTY) slub yarn was prepared from PA 6 pre-oriented yarn (POY) by rationally control the production processes of PA 6 POY and PA 6 DTY on an FK6V-1000 high-speed draw texturing machine purchased from German Barmag Co.. The results showed that the key to prepare PA 6 DTY slub yarn with uniform slub length was the relatively low texturing speed and draw ratio, relatively high heater temperature andD/Yratioandproperoverfeedratio;thePA6DTYslubyarnof88dtex/48fcouldbeproducedwiththefairlygoodcomprehensivepropertiesundertheconditionsofprocessingspeed250-300m/min,drawratio0.80-0.85,heatertemperature170-180 ℃,D/Yratio1.65-1.70,overfeedratio4.0%-5.8%;theobtainedfiberexhibitedthealternativedistributionofslubsectionandfuzzysectionwiththeslublengthof2.53cm;andthefabricwasopenworkandhadgoodbreathability.

polycaprolactam fiber; draw textured yarn; slub yarn; slub length; breathability

2016-11- 08； 修改稿收到日期：2017- 02- 04。

张守运(1974—)，男，在读博士，高级工程师，主要从事化纤生产管理以及生产技术研究工作。E-mail：Syzhang2008741208@163.com。

浙江省工业新产品开发项目(201605GH083)。

TQ342+.11

B

1001- 0041(2017)02- 0063- 04