聚酯短纤维的后处理技巧

（一）工艺流程

视纤维物理-力学性能的不同，后加工流程和设备均有差异。目前国内生产的聚酯短纤维有普通型和高强低伸型。

聚酯短纤维典型的后加工工艺流程如图2-25所示，当生产高强低伸型短纤维时采用该流程，当生产普通短纤维时不必进行紧张热定型。

（二）工艺及设备

1.初生纤维的存放及集束刚成型的初生纤维其预取向度不稳定，需经存放令其平衡，即使内应力减小或消除，预取向度降低至平衡值；还需使卷绕时的油剂扩散均匀，以改善纤维的拉伸性能。因此，初生纤维不能直接集束拉伸，必须在恒温、恒湿条件下存放一定时间。卷绕丝在存放过程中其结构和性能发生变化，图2-26为聚酯卷绕丝双折射率与存放时间的关系。可见存放8h以上时，卷绕丝的取向度可达稳定。

存放平衡后的丝条进行集束。所谓集束是把若干个盛丝筒的丝条合并，集中成工艺规定线密度的大股丝束，以便进行后处理。集束于恒温、恒湿条件下进行。各生产厂集束线密度根据卷曲机生产能力不同而有差别，一般在30×1（股）～75×2（股）dtex左右（以成品纤维线密度为准）。

2.拉伸设备拉伸工艺采用集束拉伸，常用的集束拉伸机为三道七辊拉伸机。为保证丝束加热均匀，短纤维的拉伸一般采用湿热拉伸工艺，因此在各道拉伸机之间常设置加热器，有热水喷淋、蒸汽喷射、油浴和水浴加热等形式。由于液体的热导率显著高于气体和蒸汽的热导率，因此前两种方法一般不易均匀加热，目前更多倾向于油浴和水浴加热。

图2-25　短纤维后加工工艺流程示意图

1-集束架　2-导丝架　3-八辊导丝机　4-一道七辊　5-油剂浴加热器　6-二道七辊　7-热水或过热蒸汽加热器　8-三道七辊　9-紧张热定型机　10-油冷却槽　11-四道七辊　12-重叠架　13-二辊牵引机　14-张力架　15-卷曲机　16-皮带输送机　17-松弛热定型机　18-捕结器　19-三辊牵引机　20-切断机　21-打包机

图2-26　聚酯卷绕丝双折射率与存放时间的关系

3.拉伸工艺条件拉伸方式分一级和二级拉伸，目前涤纶短纤维生产通常采用间歇集束两级拉伸工艺。

（1）拉伸温度：随着拉伸温度提高，丝条的屈服应力和拉伸应力减小，有利于拉伸。在高聚物的玻璃化温度以上，拉伸屈服应力随温度升高而下降得更明显。因此第一级拉伸温度一般控制在Tg以上，但不应过高地超过Tg，以防止发生流动变形，实际控制在70～90℃之间为宜。

纤维经过第一级拉伸后，已具有一定程度的取向度，结晶度也有所提高，Tg也随之增高，由此进行第二级拉伸时，就必须采取更高的拉伸温度。目前某些工厂中采用过热蒸汽加热，温度控制在150℃（棉型纤维）至180℃（毛型纤维）之间。拉伸温度过低，会加大拉伸应力，使纤维断头增加。

（2）拉伸速度：在二级拉伸工艺中，丝束的拉伸通过三台拉伸机而实现。在拉伸过程中，随拉伸速度的提高，纤维所承受的拉伸应力有所增加，这是因为拉伸中纤维的形变是一个松弛过程，形变的发展需要一定的时间。可采用适当提高拉伸温度的措施来降低拉伸应力，提高拉伸速度。如拉伸速度太快，形变来不及发展，就必然会使纤维中的应力增加。但由于拉伸过程发热，会使被拉伸纤维的实际温度升高，从而使拉伸应力减小。因此，当拉伸速度超过某一值后，拉伸应力又有降低的趋势。一般提高拉伸速度就意味着生产能力的增加。

目前，在涤纶短纤维生产中拉伸时，丝束喂入速度一般为30～45m/min，出丝速度为140～180m/min；毛型短纤维的出丝速度略有降低。

（3）拉伸倍数及其分配：拉伸倍数应根据卷绕丝的应力-应变曲线来确定，选择在自然拉伸倍数和最大拉伸倍数之间，若拉伸倍数小于自然拉伸倍数，则被拉伸纤维中的细颈尚未扩展到整个纤维，必然包含较多的未拉伸丝，这样的纤维没有实用价值；而当拉伸倍数达到最大拉伸倍数时，纤维就要断裂。

采用二级拉伸工艺时，在总拉伸倍数基本不变的情况下，随着一级拉伸倍数的增加，二级拉伸倍数缩小，纤维的断裂强度有所提高，延伸度与沸水收缩率也随之下降；当一级拉伸倍数提高到某一定值，即占总拉伸倍数的90%时，再继续提高，则纤维性能变差，表现为断裂强度下降，伸长率和沸水收缩率上升。目前生产中当总拉伸倍数为4.0～4.4倍时，第一级拉伸倍数控制在总拉伸倍数的85%左右为好。

（4）拉伸点的控制：通常将拉伸过程中出现细颈的位置称为拉伸点。由于各单根纤维的细颈不可能同时在同一个位置上产生，且而往往在2～3cm的区域内，因此，确切地应称为拉伸区。在生产上希望拉伸点（区）的距离越短越好。工艺上为了稳定拉伸点，一般在一、二道拉伸机之间借加热装置，使纤维内部形成稳定的温度梯度，当纤维的实际温度上升至在相应的拉伸应力下能发生屈服变形时，纤维会出现细颈。如前所述，在加热拉伸时，纤维的拉伸屈服应力大大降低，纤维生热减小，加之热传导加强，实际纤维的升温将大大降低，可近似看成加热条件下的等温拉伸，所以此时拉伸点能准确控制在一、二道拉伸机之间的加热器中，拉伸均匀性也大大改善。(www.xing528.com)

4.卷曲涤纶的截面近似圆形，表面光滑，因此纤维间抱合力较小，不易与其他纤维抱合在一起，对纺织加工不利。故必须进行卷曲加工，使其具有与天然纤维相似的卷曲性。纤维卷曲的程度一般以卷曲数或卷曲度表示。目前一般涤纶短纤维的卷曲数要求为：

棉型纤维　5～7个/cm

毛型纤维　3～5个/cm

合成纤维的卷曲方法有机械卷曲和化学卷曲两种。目前大规模生产的涤纶短纤维，多数仍采用机械卷曲法。机械卷曲采用的填塞箱式卷曲机由上而下主要由卷曲轮、卷曲刀、卷曲箱和加压机构等组成，丝束经导辊被上、下卷曲轮夹住送入卷曲箱中；一般上卷曲轮采用压缩空气加压，并通过重锤来调节丝束在卷曲箱中所受的压力，使丝束在卷曲箱中受挤压而卷曲。

5.热定型热定型的目的是消除纤维在拉伸过程中产生的内应力，使大分子发生一定程度的松弛，提高纤维的结晶度，改善纤维的弹性、降低纤维的热收缩率，使其尺寸稳定。

生产普通涤纶短纤维时，一般在链板式或圆网式热定型机上进行松弛热定型；生产高强低伸型涤纶短纤维时，通常是将长丝束经拉伸后，在热辊式定型设备上于一定的张力下进行紧张热定型，然后再进行卷曲、松弛热定型。

用于热定型的设备有链板式松弛热定型机、圆网式松弛热定型机、九辊紧张热定型机等。热定型的干燥温度为110～115℃，松弛热定型温度为120～130℃，而紧张热定型温度应在170℃左右。

6.切断和打包纺织加工对纤维长度有一定的要求，为使涤纶能很好地与棉、羊毛及其他品种化学短纤维混纺，需将纤维切断成相应的长度。根据纤维或织物规格的不同，一般有下列几种切断长度。

（1）棉型短纤维：切断长度（名义长度）为35mm或38mm，并要求长度偏差不超过±6%，超长纤维含量不大于2%。

（2）中长纤维：切断长度为51～76mm，介于棉型和毛型之间。

（3）用于粗梳毛纺的毛型短纤维：要求切断长度为64～76mm。

（4）用于精梳毛纺的毛型短纤维：要求切断长度为89～114mm。对于毛型短纤维，长度不匀率要求比棉型纤维低。

（5）也可以根据用户要求切成不等长（如分布在51～114mm范围）短纤维，或直接生产长丝束再经牵切成条的。

根据切断方式，有经拉伸卷曲后的湿丝束先切断，然后再干燥热定型以及湿丝束先干燥热定型，然后再切断两种方式。

图2-27　涤纶长丝拉伸加捻机示意图

1-筒子架　2-卷绕丝　3，8-导丝器　4-喂入辊　5-上拉伸盘　6-加热器　7-下拉伸盘　9-钢领　10-筒管　11-废丝轴　12-钢丝圈

打包是涤纶短纤维生产的最后一道工序，将短纤维打成一定规格和重量的包，以便运送出厂。成包后应标明批号、等级、重量、时间和生产厂等。