仿麂皮绒织物用海岛型复合网络丝生产实践

余晓华，陶建勤

（1.常州纺织服装职业技术学院，江苏 常州 213164；2.常州市生态纺织技术重点实验室，江苏 常州 213164）

海岛型复合网络丝被广泛应用于各类服装、鞋、包、高档擦拭用布等仿真皮面料与PU革的仿真皮基布生产中[1-2]。以其为原料生产的仿麂皮绒织物，仿真效果不仅能体现在对皮质形态、色泽等外观的需求方面，还体现在对保暖、透气、透湿等舒适性的需求方面，对可清洗、防霉防蛀等易护理性的需求方面超越了天然皮质，因此，深受追求时尚、休闲一簇的喜爱。本研究基于仿麂皮绒织物的生产要求，探讨海岛型复合网络丝的生产技术。

1 试生产案例

（1）产品种类：海岛型DTY（以下简称“本研究产品DTY”）；（2）产品规格：105 dtex/36 f；（3）产品用途：加工仿麂皮绒织物。

1.1 原料选配

采用自制半消光PET岛相/COPET海相的定岛型海岛POY复丝，海/岛比例（wt%）为25/75，规格为129 dtex/24 f/37 i。为更好地满足仿麂皮绒织物坯布在整理工段的起绒要求及其成品织物的绒面形态、手感方面的仿真效果要求，添加一束自制半消光PET组分的FDY高收缩丝，规格为33 dtex/12 f。利用FDY高收缩丝潜在的高热收缩性能[3]，使织物坯布在开纤过程中，FDY丝因受热产生高收缩而形成纱芯、海岛型POY丝被迫挤到纱体外围并突出布面，使FDY高收缩丝在织物中起到紧密而又稳定的骨架作用，为后续的开纤加工与绒面加工提供更为有利的织物结构基础。本研究产品DTY所用原料的相关信息如表1所示。

表1 本研究产品DTY的原料相关信息

1.2 技术方案

与现有公开资料所显示的同类DTY产品技术方案不同[3]，本研究根据DTY的原料成分、结构特点及其用途设计试生产技术方案。在POY经过假捻与热定型的基础上，采用先与FDY高收缩丝并合再网络的技术措施，实现低弹丝与FDY高收缩丝的合体，使两组丝束达到更为贴合与均衡占位的复合效果，使FDY高收缩丝在后续织造、开纤与绒面加工中起到可靠的辅助作用，并在成品织物中起到紧密、稳定的骨架作用。由于FDY的高热收缩性，在织造之前须防止其意外收缩，故网络器的安装位置考虑在热定型（第二热箱）后的位置上。由于这样的位置可通过调整第三辊与卷绕之间欠喂率的大小控制最佳的网络张力[4]，也就能保证假捻变形后的弹力丝与FDY高收缩丝的最佳网络效果，满足仿麂皮绒织物对DTY的低弹网络复合丝的性能要求，工艺过程如图1所示。

图1 本研究产品DTY的生产技术方案

1.3 设备及其改装

本研究产品DTY的生产，采用日本TMT公司制造的TMT-3V3型加弹机。为适应生产技术方案要求，对设备进行了相应改装，改装内容包括加装FDY喂入机构，以满足各加工单元对FDY的喂入与张力控制要求，并将其喂入罗拉命名为“零罗拉”；同时，将气压管及其网络喷嘴改装至第二热箱与第三罗拉之间，并将POY与FDY的汇合点设置在第二热箱与网络喷嘴之间的适当位置。改装后，设备加工单元的工艺流程如图2所示。

图2 本研究产品DTY的设备加工单元工艺流程

在图2中，1代表POY卷装，2代表FDY卷装，3代表导丝钩，4代表零罗拉，5代表切丝器，6代表第一罗拉，7代表导丝辊，8代表第一热箱，9代表冷却槽，10代表假捻器，11代表张力传感器，12代表第二罗拉，13代表第二热箱，14代表导丝管，15代表网络喷嘴，16代表第三罗拉，17代表断丝检测器，18代表油轮，19代表油槽，20代表卷绕滚筒，21代表DTY卷装。

1.4 工艺参数

本研究产品DTY的加弹工艺参数如表2所示。

表2 本研究产品DTY的加弹工艺参数

表2中的热牵伸比与丝束线密度之间的关系如式（1）所示。式（1）中，DR为热牵伸比，倍；Ntp为POY的线密度，dtex；Nt为DTY的设计线密度，dtex；NtF为FDY的线密度，dtex；η为设备的热牵伸效率，%。

1.5 超细纤维直径预测

海岛型复合网络丝织成坯布后，经开纤加工而在织物内形成超细纤维，满足仿麂皮绒织物的绒面加工要求。纤维直径与其线密度的关系如式（2）所示[5]。式（2）中，df为开纤后的超细纤维平均直径，μm；Ntf为开纤后的超细纤维平均线密度，tex；γ为POY中“岛”组分的平均体积密度，g/cm3。结合POY的海岛结构特征与热牵伸工艺，对式（2）进行推导并得到关系式（3）。式（3）中，Pi为POY中“岛”组分的质量分数，%；f为POY的单丝数，根；i为POY的单丝横截面内“岛”相数，个。利用式（3）可以预测定岛型海岛复合网络丝经开纤后的超细纤维平均直径。根据本研究产品DTY的原料相关信息、工艺参数与设备情况，将“岛”组分PET的平均体积密度γ值（1.39 g/cm3）、所用设备的热牵伸效率η值（约为91%）以及表1与表2中的相关数据分别代入式（3），如式（4）所示，经计算得到其超细纤维平均直径的预测值为2.36 μm。

2 结果与讨论

工艺方案的确定以产品用途及质量要求为依据，严格控制导丝工艺、变形工艺、定型工艺与卷绕工艺。

2.1 产品质量

在试生产过程中，经过多次反复的试验，得到关于本研究产品DTY的物理指标与外观质量的数据范围、分布情况及其中心值，制定了针对实际技术状态的质量控制标准，作为后续在产品质量跟踪过程中进行对比与评估的依据，以不断提高生产水平。本研究产品DTY物理指标、外观质量评定内容与级别如表3所示。

表3 本研究产品DTY的物理指标、外观质量评定内容与级别规定

2.2 工艺技术

2.2.1 导丝工艺

导丝工艺的设计，一方面，需确保各加工单元中各导丝机件的安装位置与其对应工艺机件之间形成有效通道，以防丝条出现张力波动与抖动现象[6]；另一方面，需确保设备各加工单元全通道表面的清洁度与光滑度，避免DTY产品出现毛丝、污丝、飞入丝等外观质量问题。在此基础上，兼顾产量与质量、合理设计加工速度[7]，配合热牵伸、假捻、网络与卷绕效果的达成。

2.2.2 变形工艺

热牵伸比直接影响丝条张力与毛丝现象，合理的热牵伸比能确保丝条在热牵伸过程中张力适当，从而均匀受热、均匀拉伸、不易形成毛丝、充分解捻[8-9]。若丝条张力过低，则在第一热箱内易发生抖动，导致受热不均匀，并进一步导致牵伸不均匀。丝条张力过低还会导致假捻时解捻不充分而发生黏丝现象；若POY丝条张力过高，则在假捻时易发生单丝断裂，形成大量毛丝。在设计工艺时，必须兼顾产品的规格与质量因素，结合式（1）与式（3）进行原料与工艺的优化配置，以满足定岛型海岛DTY及其超细纤维的产品规格要求，经试验，热牵伸比确定为1.97。

假捻速比直接影响卷曲收缩率、紧点与毛丝现象，合理的假捻速比能确保丝条在假捻过程中的状态稳定性，获得适当的加捻与解捻数量，并获得适当的卷曲收缩率，避免因摩擦盘损伤而出现毛丝现象。若假捻速比过小、加捻张力过低、解捻张力大，将导致丝条在单位长度内获得的假捻数量不足，造成卷曲收缩率过低，并易产生张力波动，产生紧点丝；若假捻速比过大，将导致丝条的卷曲收缩率过高，且丝条易打滑、易受摩擦盘的损伤而形成毛丝。经试验，假捻速比为2.15较合适。

网络超喂率影响行走丝条的张力，影响丝条形成网络形态的效果，而丝条的开松与交络程度则主要取决于网络气压值的高低[10]，具体表现为网络度、网络牢度、断裂强度、断裂伸长率与毛丝现象。若网络气压值过低，达不到要求的网络效果；若网络气压值过高，易吹散、吹断单丝而形成毛丝，并降低断裂强度与断裂伸长率；适当又稳定的网络气压值，有利于丝条形成适度、均匀、清晰的网络结构，既有利于满足后续免浆纱织造的要求与织造完成时网络节点适时解体的要求[11]，还有利于满足后续绒面加工对织物结构基础的要求，试验证明，网络气压在0.35 MPa时较合适。

2.2.3 定型工艺

与普通网络丝的加工相比，加工海岛型复合网络丝时，由于其中“海”组分COPET具有耐热性差的特点[3]，为防COPET发生熔融现象，应适当降低各热箱的温度，定型热箱（第二热箱）温度设为120 ℃。同时，合理设计热定型超喂率为7.50%，以稳定假捻过程中所形成的卷曲效果，有利于低弹丝部分的丝束获得稳定的卷曲收缩率与卷曲稳定度，也有利于降低低弹丝部分纤维的热收缩率，提高尺寸稳定性，更好地满足后续仿麂皮绒织物的绒面加工及其绒面效果稳定性的要求。

2.2.4 卷绕工艺

对于卷绕工艺，需合理设计卷绕超喂率为4.50%、油轮转速、横动干扰周期10 s、横动干扰率9.0%与卷绕角度[12]，控制好卷绕张力与卷装形态。在维护DTY结构与弹性的同时，还需考虑后续用于织造加工时的正常退绕要求，减少绊丝、成形不良、尾丝不良、蛛网丝、纸管变形等异常卷装现象的出现。

3 结语

采用先并合再网络的复合技术措施，更有利于低弹丝与FDY均衡合体，使FDY在后续织造、开纤与绒面加工过程中起到可靠的辅助作用，并在成品织物中起到稳定的骨架作用。在产品开发过程中，可以根据定岛型海岛DTY及其超细纤维的规格要求，利用研究推导的式（1）与式（3）进行原料与工艺的优化配置，并可以利用式（3）预测超细纤维平均直径。

在生产仿麂皮绒织物使用海岛型复合网络丝时，需要充分考虑后续织造加工对原料的退绕要求、织造过程的免浆纱技术要求，以减少织造过程的绊丝、断经现象；同时，需要充分考虑织物坯布在开纤过程中的溶海要求、绒面加工时的起绒要求及其成品织物使用过程中的仿真要求。为此，必须针对所选配的原料特性与所加工的DTY网络丝用途，优化设计并严格管理导丝工艺、变形工艺、定型工艺与卷绕工艺，不断提高DTY产品在物理性能与外观质量方面的AA等级率。