PET/PA6米字型復合纖維的紡制*

李雪梅，林 海，黃潔希，王增喜，鄭建華

（廣東省化學纖維研究所，廣東廣州510245）

科研與實踐

PET/PA6米字型復合纖維的紡制*

李雪梅，林 海，黃潔希，王增喜，鄭建華

（廣東省化學纖維研究所，廣東廣州510245）

分析探討了紡制PET/PA6米字型POY復合纖維的生產工藝，組分質量比PET∶PA6為82∶18，結果表明，當紡絲溫度PET為285～295℃，PA6為260～270℃，箱體溫度為265～292℃，紡絲速度為2 900～3 200 m/min，側吹風速為0.40～0.65 m/min，風溫為18～22℃時，可紡制出性能較好的POY用于后道加工，所得纖維的規格為285 dtex/72 f，斷裂強度 (2.3±0.2)cN/dtex，斷裂伸長率(135±5)%。

滌錦復合纖維；聚酯；聚酰胺；米字型

復合纖維是將兩種或者兩種以上成纖高聚物的熔體或者溶液，分別輸入同一個紡絲組件，在噴絲孔中匯聚而成為一根纖維[1]。滌錦米字型復合纖維的兩種組份分別是滌綸和錦綸，由于PET與PA6相容性差，成品絲經過開纖處理后兩組分米字之間會形成微小的裂縫，單絲分割裂離成許多纖度更小的纖維，使成品布料呈現出特殊的風格和手感[2]，同時微縫的存在增大了纖維的表面積，使其具有一定的吸濕排汗性能[3]。目前滌錦米字型復合纖維的生產工藝已經趨于成熟，不同風格用途的產品也十分之多[4]。本試驗開發的285 dtex/72 f規格的米字型滌錦復合絲主要用于生產清潔布，本文對其POY生產工藝各個環節的影響因素以及工藝參數的設定進行了分析探討。

1 試驗

1.1 試驗原料

福建錦興集團PET半消光切片，特性黏數0.64 dL/g， 熔點 257℃， 含水率300～400 μg/g；無錫長安高分子材料有限公司PA6半消光切片，特性粘數2.72 dL/g，熔點 226℃，含水率30～50 μg/g；蘇州竹本HQ-204型紡絲油劑，配制的油劑質量分數為12%。

1.2 設備儀器

實驗中涉及的主要儀器設備如表1所示。

表1 主要儀器設備

1.3 工藝流程及條件

主要的工藝流程如圖1所示，主要工藝條件如表2所示。

圖1 紡制PET/PA6米字型復合纖維的主要工藝流程

表2 主要工藝條件

1.4 纖維物理性能測試

參照國標中相應纖維性能的測試方法，對所得米字型復合纖維的物理性能分別進行測試，以此對生產工藝的調整提供參考依據，具體如下：參考GB/T14343-2008化學纖維 長絲線密度試驗方法對復合纖維的線密度進行檢測，以確定纖維的纖度符合預設定值；參考GB/T14344-2008化學纖維 長絲拉伸性能試驗方法對復合纖維的斷裂強度和斷裂伸長率進行檢測，以確定預設定干燥工藝和紡絲工藝的合理性；參考GB/T6504-2008化學纖維 含油率試驗方法對復合纖維的紡絲油劑含量進行測試，以確保含油率保持在合理區間；參考GB/T6505-2008化學纖維 長絲熱收縮率試驗方法對復合纖維的沸水收縮率進行檢測，以確保纖維的穩定性處于合理區間。

2 結果與討論

2.1 干燥及預結晶工藝

切片的干燥和預結晶是化纖生產工藝的重要組成部分，切片干燥效果的好壞直接關系到后續紡絲工藝的穩定性及所得產品的質量。若切片干燥不好，過多水份的存在會使聚合物高分子在紡絲過程中發生水解，造成熔體特性黏數降過大，降低聚合物的可紡性和纖維產品的質量，而且過多水份會使單絲中夾帶水蒸氣，形成 “氣泡絲”，引起毛絲和斷頭，不利于連續性穩定生產[5]。切片中的水份分為自由水和平衡水，自由水是容易脫除的水份，平衡水則是與一定干燥條件相平衡的、不能完全脫除的水份。為了保證紡絲工藝的穩定運行，在高速紡絲中，對于PET切片含水率需低于 30 μg/g，PA6切片含水率低于85 μg/g。除了干切片的含水率外，切片干燥的均勻性也很重要，即要求所有切片經歷的干燥歷程和時間基本一致[6]。

本試驗中PET的干燥采用填充塔連續干燥工藝，干燥介質為露點-82℃的干空氣，干燥溫度為150～175℃，干燥時間為 7～10 h。PET切片在干燥過程中易發生結塊，所以在干燥前對PET切片先進行預結晶，為了防止預結晶中切片的粘連，試驗采用氣流沸騰的方式來避免粘結，PET切片采用的預結晶溫度為150～180℃。

PA6切片由于本身不親水，其干燥主要用于脫除切片表面吸附的水份，干燥溫度為80～100℃，干燥時間為4 h，無需預結晶。

2.2 復合比例及組件的選擇

紡制米字型PET/PA6復合纖維過程中兩種高聚物復合比例的選擇，將直接決定復合纖維的性能、使用風格以及開纖染色。PA6比例越大，復合纖維手感越好，開纖染色越容易，但纖維成本越貴。本試驗紡制的米字型PET/PA6復合纖維主要用于生產桃皮絨和清潔布，綜合考慮復合纖維的性能、成本、使用因素和紡絲過程的工藝控制可行性，最后選擇PET/PA6組分質量比為82∶18，所得米字型纖維的截面圖如圖2所示。

圖2 PET/PA6組分質量比為82∶18的米字型復合纖維截面圖

在復合紡絲中，PET和PA6兩組分熔體經各自的熔體管路、分別計量后進入紡絲組件至噴絲板，在噴絲板微孔處兩組分復合成一根絲，整個流程步驟需十分精密的配合，因而對紡絲組件及噴絲板的精度、密封性要求較高，熔體的分配要均勻一致，工藝的控制要穩定。本試驗采用日本Kasen公司圓形上裝復合紡絲組件，規格為φ=115 mm、72孔，微孔直徑0.3 mm，長徑比4.7，試驗中A組分 （PET）組件壓力控制在17～18.2 MPa，B組分 （PA6）組件壓力控制在14～15.6 MPa。

2.3 紡絲溫度及側吹風冷卻

為了保證纖維的性能和質量，避免兩組分米字型復合紡絲中出現 “并組”現象而使纖維出現彎曲，兩種熔體的表觀黏度應盡可能相近[7]。紡絲溫度的設定不僅要考慮對兩組分表觀黏度的影響，還要考慮纖維的可紡性的好壞。在高速紡絲中熔體細流自噴絲孔吐出的速度高，在紡程上承受的拉伸倍數大，因此要求熔體具有良好的流動性和均勻性，所以紡絲溫度過低易出現毛絲和斷頭，所得纖維具有較高的強度和較低的伸長；紡絲溫度過高時熔體黏度偏低，容易發生熱降解，可紡性變壞，影響正常紡絲[6]。

本試驗中綜合考慮兩組分切片的熔點、黏度，經過多次試紡試驗，最后選定本試驗中PET/PA6米字型復合纖維紡絲條件：A組分（PET）紡絲溫度為285～295℃，B組分 （PA6）紡絲溫度為260～270℃，箱體溫度為265～292℃時紡絲效果較好。

在高速紡絲中用于冷卻的側吹風，其速度、溫度對成品絲質量的條干不均勻度影響較大。風速過小，冷卻不充分絲條凝固速度減慢，不利于成品絲質量的穩定；風速變大，絲條快速冷卻結晶減少，有利于POY的后加工，但風速太大對絲條的振動增加，振幅達到一定數值傳遞到凝固區上方使得初生絲條干不勻升高，最終也不利于成品絲質量的提高，同時還應綜合考慮冷卻風溫度對兩組分結晶的影響[6]。本試驗選用側吹風風速為0.40～0.65 m/min，風壓為450～550 Pa，風壓波動△P≤0.5 Pa，冷卻風溫度為18～22℃時，可以達到較理想的冷卻效果。

2.4 紡絲速度

為了有利于后加工，POY紡速的選擇應盡量使其具有高取向、低結晶的結構。隨著紡速的提高，POY的強度增加，纖維耐摩擦性提高，毛絲和斷頭減少，有利于提高成品絲的質量，但紡速過高，易發生取向誘導結晶，降低POY后加工性能。因而紡速宜選擇在未使POY產生明顯結晶的最高紡絲速度內，同時，還應充分考慮到泵供量與紡絲速度的匹配。

本試驗紡制POY復合纖維選用的紡絲速度為2 900～3 200 m/min，兩組分質量比為PET∶PA6=82∶18，A組分 （PET）的計量泵供量為67.8～74.8 g/min，B組分 （PA6）的計量泵供量為14.9～16.4 g/min，卷繞張力15～19 cN。

2.5 纖維的主要物理性能

本試驗紡制的組分比PET∶PA6=82∶18的米字型POY復合纖維，規格為285 dtex/72 f，主要的物理性能指標如表3所示。其中，斷裂強度為 (2.3±0.2)cN/dtex，斷裂強度CV值為3.25%；斷裂伸長率為 (135±5)%，斷裂伸長率CV值為1.79%。

表3 PET/PA6米字型POY復合纖維的主要物理性能

3 結論

PET采用填充塔連續干燥工藝，為了防止結塊，預結晶采用干空氣氣流沸騰的方式來破壞粘結。開發的成品絲用于生產清潔布，試驗選擇的PET/PA6兩組分的質量比為82∶18。紡絲溫度PET組分為285～295℃，PA6組分為260～270℃，側吹風速0.40～0.65 m/min，風溫18～22℃，紡絲速度2 900～3 200 m/min時，紡絲效果較理想。所得POY纖維的規格為285 dtex/72 f，斷裂強度 (2.3±0.2)cN/dtex，斷裂伸長率 (135±5)%，含油率 (0.5±0.05)%。

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Abstract:Discussed the producing technology of PET/PA6 splitable composite fiber.Results showed that，mass ratio PET∶PA6 was 82∶18，when PET PA6 melt spinning temperature were 285～295℃ and 260～270℃，spinning head temperature was 265～292℃，spinning speed was 2 900～3 200 m/min，side blowing wind speed was 0.40～0.65 m/min，wind temperature was 18～22℃，good performance splitable composite fiber was got， product specification was 285 dtex/72 f， breaking strength was(2.3 ± 0.2)cN/dtex，breaking elongation was(135±5)%.

Keywords:PET/PA6 composite fiber， polyester， polyamide， splitable fiber

STUDY OF PET/PA6 SPLITABLE COMPOSITE FIBER

LI Xue-mei， LIN Hai， HUANG Jie-xi， WANG Zeng-xi， ZHENG Jian-hua
(Guangdong Province Chemical Fiber Research Institute， Guangzhou 510245， China)

TQ342.94

B

10.3969／j.issn.1672-500x.2017.03.001

1672-500X(2017)03-0001-04

2017–07–28

李雪梅 （1987-），女，四川成都人，碩士，工程師，從事功能性化纖材料的研究工作。

廣東省屬科研機構改革創新領域項目 （2014B070705011）