高收缩涤纶应用

高收缩涤纶应用1、前言为了满足消费者对纺织产品多样化、新颖化、流行化、高级化的需求，化纤产品正在向着高品质、高附加值的方向发展，高收缩纤维即是其中一种。

通常把沸水收缩率在20％左右的纤维称为一般收缩纤维，而把沸水收缩率为35％～45％的纤维称为高收缩纤维。

将高收缩纤维与常规化学纤维、羊毛、棉等混纺或与其它种类的纱交织，开发的产品具有柔软悬垂、光泽柔和、双色闪光、凹凸皱缩的新风格，并为开发这类面料奠定了基础。

生产高收缩涤纶纤维的方法有物理改性和化学改性两种不同方法，物理改性是将常规POY丝经低温拉伸、低温定形等工艺生产出沸水收缩率显著提高的高收缩涤纶纤维，也可将常规切片或用上游原料PTA等直接生产出高收缩涤纶纤维；化学改性是在聚合过程中加入第三或第四单体制成改性聚酯切片，然后再制取高收缩涤纶纤维。

物理改性方法成本较低，而化学改性方法高收缩率较为稳定。

2、以物理改性方法生产高收缩涤纶纤维采用常规POY原丝生产高收缩涤纶长丝，控制较低的拉伸温度是关键，这能抑制结晶的进一步生成，但拉伸温度应在玻璃化温度之上，以防止单丝表面破裂、内部出现空洞、产生毛丝和断头。

实践证明拉伸温度控制在比玻璃化温度略高时，收缩率较为理想。

用低倍拉伸法在一般的加热条件下拉伸可制得沸水收缩率高的涤丝，但成品丝强力偏低，为了保证成品丝质量，拉伸倍率一般控制在1.8左右。

随着定型温度的升高，纤维收缩率降低。

控制较低的定型温度，可以减少结晶的生成，但定型温度过低，丝条的内应力没有消除，纤维的结构稳定性较差。

一般采用50℃定型，可使沸水收缩率保持在较高的数值。

对于生产变形丝而言，原丝要求在单丝变形区进行超喂，目的是使纤维以松弛状态进入变形喷嘴，在压缩空气的作用下开松、弯曲并发生缠结而形成丝圈，达到变形的目的。

常规纺POY生产高收缩涤纶长丝宜采用单丝根数多、无捻为好，这是因为丝束经过喷嘴后，单丝纤度低的原丝很容易被压缩空气作用而吹散，加工后的变形丝比较膨松柔软，外观质量较高。

一般要求单丝根数大于70根，单丝纤度在1.65～3.3dtex为好。

以物理改性方法生产高收缩涤纶纤维，除了上述以POY原丝为原料之外，还可采用常规切片为原料生产高收缩涤纶长丝，或以PTA等原料直接生产高收缩涤纶长丝。

国内一些企业为了降低成本，采用常规PTA（占90％）及EPTA（占10％）为原料进行熔体直接纺丝，选择热辊式FDY工艺路线，通过降低热辊温度和拉伸倍数，可生产沸水收缩率高达50％的高收缩涤纶纤维，且其它物性指标均可满足后加工要求。

3 、化学改性法生产高收缩涤纶纤维3.1 高收缩聚酯切片的生产为了改善聚酯分子的刚性结构，在大分子链中引入柔性分子，如芳香二元酸及其衍生物和脂肪二元醇作为改性剂。

这样可以使共聚酯无定形程度提高，降低其分子刚性，改善织物的收缩性能。

研究表明，单体加入量对收缩率的影响成正比关系。

一般根据收缩率要求控制单体加入量。

但随着无定形程度的提高，共聚酯的熔点相应降低，若降低幅度过大，会使纺丝过程出现问题，甚至使纺丝无法进行，故对改性剂必须控制在—个合适的范围内。

国内一些企业和科研部门在聚酯中添加间苯二甲酸(IPA)和具有侧链结构的新戊二醇(DTG)，制成了高收缩聚酯切片及纤维。

随着IPA、DTG加入量增加，共聚酯的结晶性能降低，而纤维的收缩率则呈规律性提高，可达到50.O％以上，并具有较好的经时稳定性。

因为IPA或DTG的添加会破坏大分子链的规整性，破坏了聚酯的结晶，使其结晶困难，纤维经拉伸后取向度提高，但结晶度并不高。

当纤维再次在高于拉伸温度下进行热处理时，大分子发生解取向，使纤维在宏观上呈现高收缩。

当IPA质量分数为8％，DTG质量分数为1-4％时，可生产出较好的高收缩聚酯切片。

经过改性的聚酯纤维其沸水收缩率和干热收缩率均在50.0％，远高于纯PET纤维。

高收缩聚酯纤维的沸水收缩率和干热收缩率随放置时间的延长而变化不大，即高收缩聚酯纤维的热收缩性能具有很好的经时稳定性，放置较长时间后其收缩率基本保持不变。

3.2 改性聚酯切片生产高收缩涤纶长丝在采用改性聚酯切片生产高收缩涤纶长丝的过程中，主要遇到的问题有干燥转鼓结壁、结块、纺丝断头多、卷绕成形不良、牵伸毛丝及中途断头等问题。

由于所用切片为化学改性切片，其中加有第三单体，熔点较低，结晶速度慢，工艺温度难以控制，稍不当心就易粘结，造成纺丝中断，因而生产效率大大降低，切片消耗明显增加，为此，在转鼓干燥过程中，确保转鼓真空度合格，提高进冷料速度，每釜料不能过满，确保足够的预结晶时间，并严格控制其升温速率在l0℃/h以内，最高干燥温度控制在130℃以内，如此可杜绝转鼓内壁粘结的现象，保证纺丝连续正常进行。

改性聚酯切片熔点低，纺丝熔融温度相应也低，在较高温度下热降解严重，生产不能正常进行。

但在过低的纺丝温度下，熔体流变性能下降，毛丝明显增加。

设置螺杆各区温度270～285℃，箱体(联苯)温度285～293℃为宜。

同时保证合适的卷绕张力和合适的牵伸工艺，在保证没有毛丝的前提下，选择较高的牵伸倍数3.8～3.9为宜。

牵伸温度直接影响纤维在拉伸过程中大分子的排列程度及其稳定性，选择合适的牵伸温度对成品丝沸水收缩率是个关键。

温度过高，断头增加，毛丝也增加；温度过低，则表现为绕冷盘的毛丝明显增加。

选择牵伸温度在60～85℃之间，既保证了沸水收缩率，又将毛丝和断头控制在最低程度。

国内一些企业采用改性聚酯切片生产高收缩涤纶低弹色丝，就是采用高收缩切片，在合适的后加工工艺条件下添加色母粒，经纺丝制得POY，然后再按POY加工成DTY的方法，可制成干热收缩率34.0%、沸水收缩率10.2％以上的高收缩低弹色丝。

3.3 改性聚酯切片生产高收缩涤纶短纤改性聚酯切片结晶温度上升，结晶速率变慢，结晶度降低，熔点下降，这种链结构的不规整性和排列的不紧密性使链段更易移动，玻璃化温度下降，造成切片干燥困难。

在干燥过程中，为防止出现粘连结团现象，升温速度要慢，温度要低，喂料速度降低。

这种聚酯切片熔点约为243℃，生产中实际采用的熔融塑化温度为280～285℃，比熔点高出40℃左右，这是因为通常测得的熔点只是该种切片的平均熔化温度，此时虽能塑性流动，但并未完全破坏分子间相对的有序性，即未熔透，要使切片完全熔透为无定型的液体，必须使其温度高于其平衡熔点，否则不可避免地会残存有未熔融塑化的部分。

由于第三单体的加入造成二甘醇和端羧基的含量高于常规PET，故其热稳定性低于常规PET，采用较低的纺丝温度，防止热降解程度加大而造成毛丝断头，但如纺丝温度过低，熔体粘度变大，流动性差，异状丝增多，纤维均匀性差，造成喷丝头拉伸时产生熔体破裂现象，一般螺杆出口温度不能低于268℃。

纺丝速度高，初生纤维的预取向度高，往往形成拉伸倍数低，所得拉伸丝非晶区的取向低，因而干热收缩率低；纺丝速度低，初生纤维的预取向度低，在后加工过程中可进行较大的拉伸，所得拉伸丝非晶区取向度高，纤维受热时非晶区高度取向的大分子得到舒解，纤维的干热收缩率大。

国内一些企业将纺丝速度控制在1250-1300m/min，拉伸温度为60-70℃，拉伸倍数为2.5-2.8，不采用热定型工艺，而仅仅将纤维在特定温度下烘干，制得干热收缩率为50％左右的高收缩涤纶短纤。

4、高收缩涤纶纤维的产品应用4.1 高收缩涤丝与DTY合并成网生产凹凸花呢以高收缩涤纶丝和低弹涤纶丝合并，再进行网络加工而成混纤纱，这种混纤网络丝的沸水收缩率达到25.5％左右，由此开发出蓬松而毛型感极强的凹凸花呢。

网络技术使纱线的抱合性能、织物抗起球与抗勾丝性能得到改善，使整经、织造过程中的断头与毛丝减少，并在织造、后整理过程中可省去加捻、上浆、退浆等工序。

这种混纤网络丝经沸水处理后，高收缩涤纶丝收缩，低弹涤纶丝起弓，形成蓬松的线型，且这种形态不易消失。

凹凸起绉是目前流行的织物风格之一，凹凸花呢采用浮组织结构，具体构成方法是在平纹组织基础上，局部增加和去除经线组织点，按底片翻转法构成方格组织，一个组织循环中有4块平纹小区域，在每块平纹的四周安排经纬浮长线，浮长线处安排高收缩混纤网络丝，除了经向和纬向间隔采用高收缩混纤网络丝之外，其余的经纬纱均采用普通纱，如涤粘线，由涤粘线交织成平纹。

为了增强装饰效果，在平纹区域镶嵌少量花式纱线，收缩率与涤粘线相似。

经沸水处理后，在织物中以浮长线存在的高收缩混纤网络丝得以最大限度收缩，紧密的平纹区域受挤于支持面外，而且由于受力的方向不同，形成一正一反的凹凸立体效应。

织物后整理过程中要进行沸水收缩处理，注意织物的经纬向不加张力，进行全松式处理，水温100℃，浸泡时间3～5min，如果水温不够或张力较大或处理时间太短，都将影响织物的外观风格，凹凸效果不明显，毛感不强，织物较板等。

在热定型阶段采用松式整理，定型温度为160～170℃，定型后织物具有良好的热稳定性、抗皱性和回弹性。

国内一些研究部门采用高收缩涤丝与Modal单纱开发出凹凸织物，Modal 纤维是高湿模量粘胶纤维，性能显著优于普通粘胶纤维，利用高收缩涤纶长丝和Modal单纱沸水收缩率和染色性的不同，采用表里换层组织，开发出具有特殊双色效果、凹凸皱缩外观的新颖面料。

4.2 高收缩涤丝与毛涤纱混纺生产毛纺织物高收缩涤纶长丝细度选用300D，干热收缩率或沸水收缩率为30％，仅靠高收缩涤纶长丝形成绉风格的外观，有时效果并不十分明显，如同时结合织物组织的设计便会达到更加理想的效果。

针对相同的纱线排列情况，选择平纹和联合组织进行比较，发现联合组织的皱效果更加明显。

在保证高收缩涤纶长丝可以和毛涤纱交织作经纱的情况下，对涤纶长丝进行加捻(如只作纬纱则无需加捻)。

比如，选择高收缩涤纶长丝捻系数为36.5，捻度为200捻/m；毛涤纱的捻系数单纱为101.6，股纱为169，纱支为14.28tex×2，由此制成毛纺织物的绉风格就比较明显。

高收缩涤纶长丝只需加捻一个工序，但不需要蒸纱，因为其在预热的情况下会产生收缩。

整经时纱线张力要均匀，可以适当减小涤纶长丝的张力，保证织轴质量。

由于涤纶长丝在织造过程中会在综丝的反复持续摩擦下，产生较多的毛羽，在上机织造时，要综合配置开口高度、后梁高度、织造张力等参数，防止产生不必要的断经，以确保生坯质量。

由于涤纶长丝遇高温收缩，如先进行煮呢洗呢工艺，则幅宽将无法控制，因此必须先进行热定型工艺，将其预缩在一定幅度上。

坯布经热定型后再进行煮呢洗呢，其幅宽不再有明显的变化，采取较缓和的蒸呢工艺，在保证织物风格的前提下，又赋予了其优良的手感，产品以其独特的风格和优良的特性，成为制作女衬衫、裙子及其它服装的上佳面料。

4.3 高收缩涤丝与海岛型超细纤维开发缎纹织物高收缩涤丝与海岛型超细纤维形成皮芯结构，高收缩涤纶长丝处于芯层，使其具有足够的强伸性、耐疲劳性，海岛型超细纤维因收缩率小而包覆在表面呈绒圈状，使织物具有蓬松丰满柔软的手感、优雅的光泽及良好的吸湿透气性等，可开发出非磨绒加工的的桃皮绒风格织物。