加彈工藝對原液著色錦綸6彈力絲物理性能與顏色的影響

劉冰靈 高原 李永貴 金志學

摘要：

為了研究加彈工藝對原液著色錦綸6彈力絲物理性能與顏色的影響，文章以原液著色藍色錦綸6預取向絲（87 dtex/24 f）為原料，制備了原液著色藍色錦綸6彈力絲，探討了不同牽伸倍數、假捻速比、熱箱溫度和網絡氣壓下原液著色錦綸6彈力絲的物性指標和顏色特征值。結果表明：原液著色藍色錦綸6預取向絲經過加彈后，斷裂強度增大，斷裂伸長率減小，顏色向綠色與藍色偏移。牽伸倍數1.338，假捻速比1.8，熱箱溫度165 ℃，網絡氣壓0.5×105 Pa，獲得原液著色藍色錦綸6彈力絲斷裂強度、卷曲收縮率、卷曲穩定性較高，物理性能較優。隨著熱箱溫度的升高，纖維明度提高，顏色向綠色、藍色方向偏移;隨著網絡氣壓的增大，纖維明度值和飽和度下降，顏色向紅色和藍色偏移。

關鍵詞：

原液著色;錦綸6;彈力絲;加彈工藝;顏色特征值

中圖分類號： TS154.6;TS102.521

文獻標志碼： A

文章編號： 10017003（2021）11002304

引用頁碼： 111105

DOI： 10.3969/j.issn.1001-7003.2021.11.005

Influence of draw texturing process on the properties and color of dope dyed nylon-6 DTY

LIU Bingling1，2， GAO Yuan2， LI Yonggui1， JIN Zhixue2

（1.Clothing and Design Faculty， Minjiang University， Fuzhou 350218， China; 2.Fujian Eversun JinjiangTechnology Co.， Ltd.， Fuzhou 350212， China）

Abstract：

To investigate the influence of draw texturing process on properties and color of dope dyed nylon-6 draw textured yarn（DTY）， the dope dyed blue nylon-6 pre-oriented yarn（87 dtex/24 f） was used as raw material to prepare the dope dyed blue nylon-6 draw textured yarn. The physical properties and color features of dope dyed blue nylon-6 draw textured yarns under different draw ratios， D/Y ratio， heater temperature and network pressure were discussed. The results showed that after the draw texturing， the breaking strength of the dope dyed blue nylon-6 pre-oriented yarn increased， the breaking elongation decreased， the color turned to green and blue. When the draw ratio was 1.338， D/Y ratio was 1.8， heater temperature was 165 ℃ and network pressure was 0.5×105 Pa， the dope dyed blue nylon 6 DTY was obtained with better breaking strength， crimp contraction， high crimp stability and excellent physical properties. As the heater temperature increased， the fiber brightness increased， and the color turned to green and blue. As the network pressure increased， the fiber brightness and saturation decreased， and the color turned to red and blue.

Key words：

dope dyeing; nylon-6; DTY; draw texturing process; color feature

基金項目： 中央引導地方科技發展專項項目（2018L3012）;國家重點研發計劃專項項目（2016YFB03022803-02）;福州市科技計劃項目（2019-S-111）

作者簡介： 劉冰靈（1986），女，工程師，主要從事功能性、差別化錦綸6長絲的研究與開發。

印染是紡織產業鏈中提高錦綸附加值的關鍵環節，能夠為紡織服裝帶來鮮艷色彩與時尚效果。但是，隨著國家節能環保政策的實施，環保要求逐年提高，印染行業因染色排放廢水廢氣造成環境污染的問題暴露明顯。近年來，環保錦綸的研究，特別是原液著色錦綸的研究迅速發展。

原液著色錦綸是指先對聚酰胺熔體著色后形成有色母粒，再通過添加有色母粒的方式生產原液著色錦綸，在生產過程中使用了具有免染特點的新技術，故符合環保和可持續發展的要求[1-2]。隨著原液著色錦綸的發展，原液著色錦綸的類型、規格、顏色層出不窮，但是，即使是同一種有色母粒，在不同工藝條件下，獲得原液著色錦綸的物理性能和顏色也很難完全相同。因此，很難建立有色母粒-原液著色錦綸一體化的性能和顏色的標準體系[3]。

本文采用原液著色藍色錦綸6預取向絲（87 dtex/24 f）為原料制備原液著色藍色錦綸6彈力絲（70 dtex/24 f），用全自動單紗強力機、全自動變形紗卷縮試驗儀等測試原液著色藍色錦綸6彈力絲的物性指標，用分光儀分析原液著色藍色錦綸6彈力絲的顏色特征值，探索原液著色藍色錦綸6預取向絲（87 dtex/24 f）在不同牽伸倍數、假捻速比、熱箱溫度及網絡氣壓下加工獲得的原液著色藍色錦綸6彈力絲（70 dtex/24 f）的物理性能與顏色。

1 實 驗

1.1 材 料

制備原液著色藍色錦綸6彈力絲的原料為原液著色藍色錦綸6預取向絲（87 dtex/24 f），其相關物性指標和顏色特征值如表1所示。

1.2 儀器設備

EFK-PA型加彈機（德國巴馬格公司），YG 086型縷紗測長機、YG 023B-Ⅲ型全自動單紗強力機（常州紡織儀器廠有限公司），烏斯特Ⅴ型條干儀（烏斯特（上海）貿易有限公司），TEXTURMAT全自動變形紗卷縮試驗儀（德國TEXTECHNO公司），Datacolor 800超高精度臺式分光光度測色配色儀（德塔顏色商貿（上海）有限公司）。

1.3 工藝流程

原液著色藍色錦綸6預取向絲→導絲器→切絲器→第一冷盤→止捻器→熱箱→冷卻板→假捻器→第二冷盤→網絡噴嘴→第三冷盤→探絲器→油輪→卷繞→原液著色藍色錦綸6彈力絲。

1.4 制備工藝

1.4.1 原液著色藍色錦綸6預取向絲的制備工藝

利用母粒在線添加裝置，將藍色母粒和錦綸6半光切片經計量加料器計量后分別送至螺桿擠壓機內，充分熔融后混合擠出，熔體經計量泵精確計量，進入紡絲組件，經噴絲板噴出形成絲束，噴絲板上噴絲微孔的數量為24 F;經單體抽吸的絲束通過側吹風冷卻，通過油嘴上油集束再經預網絡器、導絲盤后，卷繞成形，卷繞速度為4 300 m/min，制得藍色錦綸6預取向絲（87 dtex/24 f）。

1.4.2 原液著色藍色錦綸6彈力絲的制備工藝

將原液著色藍色錦綸6預取向絲（87 dtex/24 f）經第一冷盤、止捻器后至熱箱加熱，熱箱溫度為135～195 ℃;再經冷卻板冷卻后進行假捻，使用巴馬格的摩擦錠組式假捻器，采用1-6-1的錠組組合，假捻速比設定在1.40～1.80;再經第二冷盤、第三冷盤進行牽伸，加彈速度為700 m/min，牽伸倍數為1.215～1.338;網絡氣壓為0.5×105～3.5×105 Pa，再經過上油、卷繞制得原液著色藍色錦綸6彈力絲。

1.5 分析與測試

纖度：采用YG 086型縷紗測長機，參照GB/T 14343—2008《化學纖維長絲線密度試驗方法》進行測試。

烏斯特條干值：采用烏斯特Ⅴ型條干儀，參照GB/T 14346—2015《化學纖維長絲電子條干不勻率試驗方法電容法》進行測試。

拉伸性能：采用YG 023B-Ⅲ型全自動單紗強力機，參照GB/T 14344—2008《化學纖維長絲拉伸性能試驗方法》進行測試。

卷曲性能：采用TEXTUREMAT全自動變形紗卷縮試驗儀，參照GB/T 6505—2017《化學纖維長絲熱收縮率試驗方法（處理后）》進行測試。

顏色特征值：采用Datacolor 800超高精度臺式分光光度測色配色儀，照明體選用D65光源，測量不同工藝條件下原液著色藍色錦綸的顏色，得出明度值L、紅-綠度a*、黃-藍度b*、飽和度C、色調角H[4]色度學指標。

2 結果與分析

2.1 牽伸倍數

由表2可知，隨著牽伸比增大，原液著色藍色錦綸6彈力絲的纖度逐漸減小，斷裂強度逐漸增大，斷裂伸長率逐漸減小，原因在于牽伸比的增大使原液著色藍色錦綸6彈力絲的取向度增加，高分子排列更有序，分子間作用力增大[5]。隨著牽伸比增大，原液著色藍色錦綸6彈力絲的卷曲收縮率稍有減小，卷曲穩定性與沸水收縮率增大，原因在于隨著牽伸比的增大，纖維受到的牽伸作用增強，纖維張力增大，限制了纖維卷曲發展所需的迅速位移，纖維的卷曲較緊密，原液著色藍色錦綸6彈力絲彈性較好。由表3可知，與原液著色藍色錦綸6預取向絲相比，纖維經過加彈后，顏色明度增大，同時向綠色與藍色偏移，色彩較飽和。隨著牽伸比的增大，原液著色藍色錦綸6彈力絲纖度的減小，纖維的明度值有增大趨勢，a*有減小趨勢，而b*、色調角則無明顯變化。表明隨著牽伸倍數的增加，纖維受到的牽伸程度增加，使纖維明度均有一定程度的提高，纖維顯示的顏色較未拉伸或弱拉伸時亮，同時向綠色偏移[6]。

2.2 假捻速比

由表4可知，隨著假捻速比增大，原液著色藍色錦綸6彈力絲的纖度逐漸減小，假捻速比的增大對纖維的斷裂強度、斷裂伸長率、卷曲穩定性、沸水收縮率等物理指標影響不大。隨著假捻速比的提高，纖維的卷曲收縮率稍有增大，原因在于隨著假捻速比的提高，摩擦盤的表面速度增加，傳遞到絲條的力矩也隨著增加，在一定的加彈速度下，絲條的假捻速度增加，絲條蓬松性提高，手感較佳[7]。由表5可知，隨著假捻速比的增大，原液著色藍色錦綸6彈力絲纖度的減小，纖維的明度值有減小趨勢，飽和度與色調角有增大趨勢，而a*、b*無明顯變化。表明隨著假捻速比的增加，纖維受到的假捻捻度增加，絲束結合更緊密，呈現的顏色較暗，而色相不發生明顯偏移[6]。

2.3 熱箱溫度

由表6可知，熱箱溫度對原液著色藍色錦綸6彈力絲的纖度影響不大。熱箱溫度在135～190 ℃時，隨著溫度的升

高，彈力絲的斷裂強度和卷曲收縮率先增大后減小，斷裂伸長率呈現波動變化。但在熱箱溫度為165 ℃時，斷裂強度、斷裂伸長率和卷曲收縮率同時達到最大。隨著熱箱溫度的升高，卷曲穩定性逐漸增大，沸水收縮率逐漸減小，原因在于隨著熱箱溫度的升高，纖維內部大分子的活動能力增強，促使拉伸和變形充分，拉伸和變形的效果顯著而持久，纖維彈性較好[8-9]。由表7可知，隨著熱箱溫度的升高，纖維的明度值與飽和度有增大趨勢，a*、b*與色調角有減小趨勢。表明纖維色度受熱箱溫度影響較大，且可能會發生色相偏移，為了保證原液著色錦綸6彈力絲色度的穩定，需選擇合適的熱箱溫度[10]。

2.4 網絡氣壓

由表8可知，隨著網絡氣壓的增大，原液著色藍色錦綸6彈力絲的斷裂強度和斷裂伸長率略有減小，卷曲穩定性和卷曲收縮率減小，沸水收縮率和網絡度增大。表明網絡氣壓的增大使原液著色藍色錦綸6彈力絲的網絡點數量和牢度增加，絲條抱合性提高。當網絡氣壓由0.5×105 Pa增大至1.5×105 Pa時，網絡數迅速增加;網絡氣壓繼續增大至3.5×105 Pa時，網絡度不再增加。原因在于網絡氣壓增加，噴射氣流對絲條的撞擊增加，絲條產生的高頻振動頻率增加，絲束的交纏抱合作用增強，絲條的網絡度隨之增加[11];壓力增加到1.5×105 Pa后，絲條的高頻振動頻率接近臨界值，因而網絡度的增加緩慢，直至平衡，此時繼續增加網絡氣壓不僅不能增強網絡效果，反而會引起絲條被吹斷，造成毛絲。由表9可知，隨著網絡氣壓的增大，纖維的明度值和飽和度均下降，色調角無明顯變化，a*逐漸增大，纖維顏色向紅色偏移，b*略有降低，纖維顏色向藍色偏移。表明在一定范圍內，隨著網絡壓力的增大，原液著色藍色錦綸6彈力絲的網絡數增加，且網絡結點的牢度更高，即纖維抱合更緊密，導致纖維的明度值和飽和度下降，纖維顏色變暗變深。

3 結 論

采用原液著色藍色錦綸6預取向絲（87 dtex/24 f）為原料制備原液著色藍色錦綸6彈力絲（70 dtex/24 f），纖維經過加彈后，斷裂強度增大，斷裂伸長率減小，顏色明度增大，向綠色與藍色偏移，色彩飽和。不同牽伸倍數、假捻速比、熱箱溫度、網絡氣壓下原液著色藍色錦綸6彈力絲的物理性能與顏色均有不同程度的變化。

1） 采用原液著色藍色錦綸6預取向絲（87 dtex/24 f）為原料制備原液著色藍色錦綸6彈力絲，工藝條件為牽伸倍數1.338、假捻速比1.8、熱箱溫度165 ℃、網絡氣壓0.5×105 Pa時，獲得原液著色藍色錦綸6彈力絲斷裂強度、卷曲收縮率、卷曲穩定性較高，物理性能較優。

2） 原液著色藍色錦綸6預取向絲（87 dtex/24 f）加彈過程中，牽伸倍數與假捻速比主要影響原液著色藍色錦綸6彈力絲的明度值和飽和度，對色相影響不大。

3） 原液著色藍色錦綸6預取向絲（87 dtex/24 f）加彈過程中，熱箱溫度和網絡氣壓對原液著色藍色錦綸6彈力絲的色相影響較大，為了保證原液著色錦綸6彈力絲色度的穩定，需選擇合適的熱箱溫度和網絡氣壓。

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