聚酯纖維品質及其特性與 下游紡織業品質之關係 第97期 2016. 07....

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第97期 2016. 07. 40 原料運用與準備織造 一、 品質發展與品質鑑定 品質發展之歷史與觀念隨著年代之變遷,其品質之制度亦隨之演變與改善,而所管制之人 員亦由局部逐漸形成整體全面性之管制,如圖1 所示。 ( 一 ) 顧客滿意度之形成 實踐大學服飾設計與經營學系 系主任 吳文演 教授 聚酯纖維品質及其特性與 下游紡織業品質之關係 品質發展主要係達成顧客之 滿意度,然而顧客除了對產品之選 擇自由度外,對其預期之期待與實 際之評價有密切之關係。並且還要 面對競爭企業產品之比較,才形成 顧客之滿意度,如圖2 所示。 ( 二 ) 顧客滿意度之評價 顧客對產品之事前期待,諸 如產品之開發動機、方向與指標是 否係市場需要,再經核對產品開發 指標之品質、價位、美觀、適用性 等事後評價後,決定支撐 顧客滿意度之強度,如 圖3 所示。 ( 三 ) 顧客滿意之忠誠度 顧客對產品之事前期待與事 後評價,形成相同或大小於之期望 值,如表1 所示,亦因此而形成忠 誠顧客、游離顧客與流失顧客。 圖 1. 品質發展之演變 圖 2. 顧客滿意度之形成

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第97期 2016. 07.40

◆ 原料運用與準備織造 ◆

一、 品質發展與品質鑑定

品質發展之歷史與觀念隨著年代之變遷,其品質之制度亦隨之演變與改善,而所管制之人

員亦由局部逐漸形成整體全面性之管制,如圖1所示。

(一)顧客滿意度之形成

實踐大學服飾設計與經營學系 系主任 吳文演 教授

聚酯纖維品質及其特性與下游紡織業品質之關係

品質發展主要係達成顧客之

滿意度,然而顧客除了對產品之選

擇自由度外,對其預期之期待與實

際之評價有密切之關係。並且還要

面對競爭企業產品之比較,才形成

顧客之滿意度,如圖2所示。

(二)顧客滿意度之評價

顧客對產品之事前期待,諸

如產品之開發動機、方向與指標是

否係市場需要,再經核對產品開發

指標之品質、價位、美觀、適用性

等事後評價後,決定支撐

顧客滿意度之強度,如圖3

所示。

(三)顧客滿意之忠誠度

顧客對產品之事前期待與事

後評價,形成相同或大小於之期望

值,如表1所示,亦因此而形成忠

誠顧客、游離顧客與流失顧客。

圖1. 品質發展之演變

圖2. 顧客滿意度之形成

41第97期 2016. 07.

◆ 原料運用與準備織造 ◆

(四)機能性紡織品

目前紡織產業由於各

種不利因素之影響下,唯

有開發具備機能性與感性

之高附加價值之紡織品,

才能獲得顧客滿意之評價

與忠誠度,如圖4所示。

(五)紡織品之需求特性

未來紡織產業必須

開發機能性紡織品,諸如

特殊力學特性、耐化學特

性、安全性、抗生物性、

健康性、尺寸安定性、

顧客之期待與評價 顧客之滿意度與行為 品牌忠誠度之形成

事前期待<實際評價 感覺滿意,持續往來,口碑形成 老顧客,品牌忠誠度高

事前期待=實際評價無其他廠商,繼續往來;尋找更滿意

的廠商;關係無法長久維持顧客游離,品牌猶豫

事前期待>實際評價 感覺不滿,轉移陣地,負向擴大 顧客流失,品牌轉移

表1. 顧客滿意之忠誠度

圖3. 顧客滿意度之評價

圖4. 機能性紡織品

感性 機能

舒適 健康

氣味、滲透

空調、視覺變換

鎮定、安定

舒暢、清爽

高附加價值紡織品

生理領域

心理領域

抗菌、除臭、防護、

透濕、防水、蓄熱

吸濕快乾

高感性/新機能

新物性產品開發

第97期 2016. 07.42

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穿著舒適性等各種機能性紡織品,並

且適用於工業用、土木營建用、生醫

用、環保用、傢俬用、交通用、國防

用、運動休閒用等各種用途上,如圖5

所示。

二、 纖維流程

聚酯纖維是將聚酯熔融體在壓

力下定量地擠壓出紡絲嘴,經延伸、

冷卻與凝固後,複經延伸加工製成

長絲(Filament)或切斷成定長短纖

維(Staple Fiber)。一般聚酯纖維係由

直接紡絲法與切片紡絲法來製造,如

圖6、7所示。聚酯纖維係由對苯二

甲酸與乙二醇聚合反應為對苯二甲酸

二乙酯,其酯化聚合反應與聚縮合反

應,如圖8、9所示。預聚合之n約為

10~12,主聚合之n約為100。

對苯二甲酸 乙二醇+ +→ 水對苯二甲酸二乙酯單體

圖5. 紡織品之需求特性

圖6. 兩種典型的紡絲流程

圖7. 聚酯纖維的紡絲流程

圖8. 酯化聚合反應

圖9. 聚縮合反應

流行性

● 色調、花樣

● 款式設計

力學特性

● 耐磨性

● 強度性

● 起毬性

耐化學物性

● 耐熱性

● 耐藥性

● 耐光性

安全性

● 難燃

● 皮膚不過敏

● 無毒性

紡織品需求

之特性

抗生物性

● 防徽菌性

● 防蟲性

方便性

● 不易沾污

● 易乾

● 伸縮性

健康性

● 衛生

● 透氣

● 抗菌除臭

尺寸安定性

● 伸縮回復性

● 不變形

● 不易起皺

穿著舒適性

● 合體性

● 觸感性

● 輕量性

酯化 紡絲 後加工預聚合 主聚合TPA 長纖絲

聚酯棉EG

直接紡絲

縮聚反應

熔解

切片紡絲

縮聚反應

熔融

纖維纖維

後加工後加工

紡絲紡絲

切粒

切片

結晶乾燥

熔融擠出

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◆ 原料運用與準備織造 ◆

如圖10所示,將聚酯熔融液順序經螺旋擠出機、計量幫

浦與紡嘴紡絲之,同時順道延伸、冷卻與上油後捲取完成。如

圖11所示,係紡絲經環狀冷風冷卻與定量上油工程。如圖12

所示,係紡絲經導絲器與成形槽羅拉捲取成絲餅(Cake)或經

長絲捲線機成筒絲(Cheese),如圖13所示。長絲延伸加工與

短纖維延伸加工,如圖14、15所示。POY經假撚錠子(若干撚

Z向+S向)假撚與延伸、熱固定加工後,形成捲曲膨鬆之加工

絲,如圖16所示。亦可利用各種聚酯原料、加工絲設備或噴

節裝置等,開發出各種仿毛、仿蠶絲、仿棉、仿麻、仿竹節、

仿毛雜色、仿雲彩紗與仿胖瘦紗等加工絲。

三、 紡絲加工對纖維特性之影響

(一)延伸加工對纖維特性之影響

聚酯纖維經過延伸加工後,其順向度及結晶度增高。延伸

不僅可提高纖維物理機械性能,亦是檢驗前道各步驟品質之關

鍵條件。由於聚酯玻璃轉化溫度Tg點較高,故延伸加工必須

在熱介質中進行。

圖15. 短纖維延伸加工

圖10. 主要前紡絲工程 圖11. 冷卻與上油工程

圖12. 捲取與成形(絲餅)工程

圖13. 長絲捲線機

(筒絲)

圖14. 長絲延伸加工

圖16. POY假撚加工

第97期 2016. 07.44

◆ 原料運用與準備織造 ◆

聚酯纖維的延伸過程中,可以分為兩部份。第一部分為肩頸延伸,在應力應變圖上反映

出為屈服點後的平坦區。肩頸延伸時所需的肩頸張力是固定不變的。另一部份延伸稱為均勻延

伸,在應力應變圖上其反映在平坦區後的一段延伸。均勻延伸需要在比肩頸張力更高的拉力下

發生。肩頸延伸部分和均勻延伸部份的比例將隨延伸溫度之提高而減小。

在玻璃轉化溫度附近其屈服應力有明顯轉折。因此,延伸溫度應選在玻璃轉化溫度以上。

在水和其他小分子介質中延伸時,纖維膨潤溶脹,分子間作用力減少,鏈段容易活動,其玻璃

轉化溫度可降低,故延伸溫度可比空氣延伸時為低。

影響延伸的主要因素有以下列幾點:

1.絲束溫度的影響

進入第一延伸浴槽的絲束,經過預熱(40~50℃)比不經過預熱者更為有利於延伸,其主

要是使內外絲層溫度更趨均勻。經過預熱的絲束延伸後,其未延伸絲和不完全延伸絲(異常纖

維)發生的數量比無預熱者要少許多。

2.絲束密度的影響

絲束密度是指單位寬度絲束中纖維的總丹尼數。延伸輪上絲束密度不同,延伸效果也不

同。一般而言,絲束密度過大,纖維間受熱較不均勻,因而未延伸絲和不完全延伸絲數量也

多,故居絲束密度不宜過大,隨著絲束總丹尼數增加,絲束寬度亦應相對應增寬。

3.延伸溫度的影響

如前所述,纖維的屈服強度隨延伸溫度提高而降低,在玻璃轉化溫度附近有明顯轉折,故

延伸溫度必須在玻璃轉化溫度以上。當延伸溫度低於玻璃轉化溫度時,不但拉力增大、毛絲、

斷頭多,而且纖維內會出現空洞,結構疏鬆,比重降低。

纖維在熱水和其他有增塑作用的介質中延伸時,由於玻璃轉化溫度降低,延伸溫度亦可適

當地降低,例如在60~70℃水中或油浴中進行第一段延伸,拉伸時肩頸消失,成為均一延伸,

若在空氣中進行延伸,則溫度需70~75℃。

聚酯短纖維一般採取兩段延伸,經過第一段延伸後的纖維結晶性和順向性均有提高,玻璃

轉化溫度亦隨之提高。因此,第二段延伸溫度應高於第一段延伸溫度。

4.延伸速度的影響

延伸速度一般是指最後一段延伸結束時出第三延伸機延伸輪的表面溫度,在絲束總丹尼相

同條件下,提高延伸速度則單機產量隨之提高。顯然,提高延伸速度是提高延伸機效率的重要

手段。

然延伸是放熱過程,一定細度的絲束當延伸速度超過一定值時,由於放出的熱量來不及擴

散出去,會使纖維熔融凝結,瑕疵增加。目前延伸多在100~300m/min條件下進行。

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◆ 原料運用與準備織造 ◆

為減少纖維與金屬輪表面打滑,通常採用橡膠壓輪,予以加壓,壓力越大,打滑係數越

小,成品之瑕疵量減少。另外,增加延伸輪數也可減少打滑,隨著絲束總丹尼數增加,延伸機

的輪數已由5輪發展為7輪。

5.延伸段數的影響

工業生產一般採用兩段延伸,第一段為細頸延伸,約為總延伸倍數的80~90%,使細頸消

失。第二段為均勻延伸,在總拉伸倍數(DR)確定後,通常就在不改變總延伸比的前提下,

適當調整兩段的延伸比,以改善延伸效果和提高纖維質量。表2所示,為兩段延伸中延伸倍

數分配對纖維性能的影響。表中顯示,若總延伸倍數為4.0~4.4,則第一段延伸倍數可控制在

3.5~3.8,第二段延伸倍數在1.2左右為宜。

6.延伸介質的影響

業界量產大多使用水(或油劑溶液)和蒸氣作為延伸介質。水對纖維有增塑作用,而且受

熱均勻,且能很好地吸收延伸放出的熱量,用於第一段延伸較多。第二段延伸由於溫度要求較

高,水溫一般只能控制在90℃左右,又由於延伸速度較第一段更快,水溶液容易被濺出,故第

二段延伸介質大多使用蒸氣為介質。

為簡化流程,亦有不用水或蒸氣作為介質,而採用乾熱方式來延伸,即用熱輪加熱絲束,

直接在空氣中進行熱延伸,此延伸機結構比較複雜,操作難度略大。

7.延伸倍數的影響

延伸倍數應選擇在自然延伸比和最大延伸比之間,若小於自然延伸比,絲束中必然有很多

未延伸絲存在,絲品質不佳,故無法採用。延伸倍數之確定應依延伸段數及產品最終物理機械性

能的要求來決定。影響最大延伸倍數的因素除了原絲分子量外,未延伸絲的順向度是關鍵要素。

捲繞速度每提高100m/min,最大延伸倍數約降低0.15~0.20倍。並且,隨紡絲溫度升高,

最大延伸倍數亦應隨之提高。延伸倍數愈大,纖維強度愈大,伸度愈小,產品的SS曲線而有

所變化。在熱定型條件相同時,10%伸長時(T10)其模量無顯著地變化。

表2. 延伸倍數分配對纖維性能的影響

一段拉伸倍數DR1

二段拉伸倍數DR2

斷裂強度(cN/dtex)

斷裂伸長(% )

沸水收縮率(% )

雙折射Δn

3.00

3.25

3.50

3.80

4.00

1.50

1.38

1.28

1.20

1.13

5.21

5.47

5.30

5.38

4.85

27.8

22.9

20.2

20.8

23.4

13.6

13.4

12.6

13.4

21.6

0.2430

0.2468

0.2413

0.2450

0.2166

注:總拉伸倍數DR=DR1 X DR2。

第97期 2016. 07.46

◆ 原料運用與準備織造 ◆

(二)熱定型對纖維特性之影響

熱定型的目的乃是消除延伸時所產生之內應力,使大分子發生一定程度的鬆弛,提高纖維

的結晶度,降低纖維的熱收縮率,提高纖維尺寸穩定性。

依纖維的特性要求,諸如強伸度等物性,可採用不同的熱定型方式或其組合來達成。

熱定型方式大致可以分為:1.緊張熱定型(定型時無收縮);2.鬆弛熱定型(定型時自由

收縮);3.半緊張熱定型(定型時有限制地收縮)3種。

緊張熱定型後的纖維,強度高,伸度小,但熱穩定性較差。因此,在後加工仍須給纖維

一定的收縮率。鬆弛熱定型,定型較充分,沸水收縮小,但強力損失大。若為得到高模數之纖

維,必須採用緊張熱定型。若生產低強力高伸度纖維時,可採用鬆弛熱定型,沸水收縮率可降

至1%以上,彈性和接結強度均有一定提高。

影響熱定型的主要工程參數是溫度、時間及張力,茲說明如下。

1.熱定型溫度的影響

⑴對纖維結晶度和順向度的影響

熱定型溫度愈高,結晶速率愈快,結晶度明顯增加,但當溫度超過200℃時,熱定型效果

反而下降,纖維密度隨熱定型溫度提高而上升。熱定型過程中纖維順向度的變化和定型方式有

密切關係。在緊張熱定型過程中,纖維順向度略有增加。但在鬆弛熱定型過程中,在180℃以

下順向度是明顯下降的;而在180~200℃順向度回升,可能是非晶區分子二次結晶的結果。

⑵對強伸度的影響

緊張熱定型時,溫度愈高,纖維強度愈高,伸度愈低。而鬆弛熱定型時,溫度愈高,強度

愈低,伸度愈高。欲獲得高模量的纖維,緊張熱定型溫度應偏高,鬆弛熱定型溫度要偏低。

⑶對沸水收縮率的影響

提高熱定型溫度,沸水收縮率隨之降低。緊張熱定型時,溫度若達200℃左右,沸水收縮

率達到平衡。鬆弛熱定型時,溫度達140℃左右,沸水收縮率達到平衡。因此,通常緊張熱定

型溫度選在200℃以下,鬆弛熱定型溫度選在140℃以下。

⑷對纖維染色性的影響

纖維的染色性和纖維的結晶度及順向度有關,纖維內大分子排列愈齊整,染著率較低,染

色性愈差,故緊張熱定型的纖維染色性較差。在定型過程中,隨著熱定型溫度之增加,染色性

會逐漸變差,然到達某關鍵溫度後,染色性反而變好,此現象對於分子較大之染料,將更為明

顯,故為減少印染廠批間染色的差異,熱定型溫度務必嚴格管控。

47第97期 2016. 07.

◆ 原料運用與準備織造 ◆

2.熱定型時間的影響

熱定型時間延長,可以提高定型效果。但和溫度相比,溫度更是決定性因素。當溫度過低

時,即使延長定型時間,也無法達到定型效果。特別是緊張熱定型,絲束停留時間有限,更要

注意溫度的選擇。熱定型溫度和時間有較佳之配合組合,溫度愈高,時間愈短。

3.熱定型張力的影響

熱定型時張力的變化對強伸度曲線有明顯影響,定型時張力愈大,強度愈強,伸度愈小,

故定型張力之選擇宜視纖維用途而異。

四、 聚酯(棉)纖維特性與下游紡織染品質之關係

(一)細度

纖維細度(Finness)與紗之斷面根數對紡紗特性有所依存關係,若斷面根數太少(<60)

時,則斷頭增加,紗強力下降;反之,若斷面根數太多(>150)時,則易牽伸不良,造成毛

羽、棉結與粗節瑕疵,故影響紗之均勻度CV%或U%。

紗之斷面根數=(5315/紗英制支數)/纖維丹尼數,例如紡製1.2d 100% 32支聚酯紗時,其

斷面根數=(5315/32)/1.2=138.4根,在可接受範圍內。

(二)長度

纖維長度(Length)與細度之比值亦關係著紗線的品質。一般而言,纖維長度愈長時,因

纖維間之抱合摩擦力愈大,紗線之強力愈大,但紡紗過程亦易損傷纖維為其缺點。原則上,纖

維長度L(Inch)與細度D(Denier)之比值≒1時較佳,若L/D>>1時,於前紡工程中纖維易

損傷,故易增加Neps瑕疵;又若L/D<<1時,則於精紡工程中可紡性差,易造成飛花瑕疵與

斷頭增加,而致使效率與品質下降。

當聚酯纖維長度過長(Miss-Cut)時,清花之打手容易纏棉,粗細紗工程易牽伸不良,亦

易形成粗細節紗,導致紡紗品級下降。聚酯纖維長度在51mm (含)以下時,纖維長度宜≦標準

長+5mm;當聚酯纖維長度在51mm (不含)以上時,纖維長度宜≦標準長+10mm;並且過長

率=過長纖維總重/測試樣品總重之管制標準不宜超過3%。

(三)纖維長度與細度對混紡紗線支數的影響

當E/C混紡時,天然棉長度分配圖(Staple Diagram)之短纖維係造成紡紗牽伸波之主因,

故需要涵蓋棉長度分配圖總面積95%之聚酯棉纖維長度來彌補之。一般纖維長度與紡紗支數

界限為Ne=2.41×L/√d3,式中Ne是英制紡紗支數界限,L是纖維長度(mm);d是纖維細

度(Denier)。聚酯混紡紗線可紡支數,如表3所示。

第97期 2016. 07.48

◆ 原料運用與準備織造 ◆

(四)強度

聚酯高分子之聚合度、結晶性與順

向度決定聚酯棉纖維之強度(Tenacity)。

聚酯棉纖維之強度愈大,對紡紗之皮棍、

皮圈、鋼絲圈等配件之摩耗損傷愈大,

故紡製E 100%紗時,配件之摩耗較紡製

E/C、E/R紗者較嚴重;且所使用之皮棍硬

度與羅拉壓力宜增大。聚酯棉纖維之強

度愈大,紗之強度則愈大,故可酌予降

低紗之撚度,以改善布料手感。聚酯纖

維之T10(延伸10%之強力)強度,宜接

近混紡纖維之強度為佳。

聚酯棉 混紡別適紡支數

(Ne)棉或縲縈

規格

1.2d×38mm E/C 40~701.25~1.50inch精梳棉

1.4×38mm

E/C

30~401.125~1.217

inch棉

40~601.25~1.50inch精梳棉

E/R 30~651.5d×38mm

Rayon

2.0d×51mm E/R 20~402.0d×51mm

Rayon

0.8d×38mm E 100% 60~120

表3. 混紡紗線可紡支數

式中: L0是試樣紗初荷重2mg/d後測試之紗長。L1是試樣紗荷重50mg/d後測試之紗長。

L2是L1試樣紗荷重除去2分鐘後所測試之紗長。

(五)伸度

纖維伸度(Elongation)不宜太大,否則影響羅拉隔距設定與紗線品質,並影響布料結

構,且其袖肘或褲膝部位之布料易變形。當E/C或E/R混紡時,宜取決兩種纖維之強伸度曲線

圖(SS-Curve)愈接近為佳。

(六)捲曲性

纖維捲曲性(Crimp),亦即捲曲數之多寡同與纖維長度/細度等物性,皆會影響紡調。纖

維細長且光澤較亮者,纖維間摩擦力大,捲曲數宜降低;纖維粗短者,捲曲數得酌予增加,以

增加抱合力,否則紡紗困難。

一般而言,捲曲數太少時,纖維間之抱合力不足,梳棉之棉卷易黏層,棉網易下垂且易斷

條;併條時之斜管易堵塞,棉條成形困難;粗紡時之粗紗強力下降,斷頭增加;精紡時之細紗

斷頭增加,且各道工程之飛花增加。捲曲數太多時,纖維間之抱合力太大,抓棉易造成大團棉

塊,清花打手易纏棉,風管易堵塞,須提高清花機開纖能力;梳棉時針布易纏棉,致使棉網不

均與Neps增加;於併條、粗細紡時易牽伸不良,形成粗紗頭,導致粗細節增多,U%變大,宜

降低棉條、粗紗格林數,加大羅拉隔距,提高初牽伸,增加羅拉壓力,並降低粗紗撚度。

捲曲數、捲曲率與捲曲彈性率之測定如下所示:

捲曲數(個/cm)=【(波峰+波谷/ 2)/L0】

捲曲率(%)=【(L1 - L0)/ (L1 - L0)】×100%

捲曲彈性率=【(L1 - L2)/ (L1 - L0)】×100%

49第97期 2016. 07.

◆ 原料運用與準備織造 ◆

(七)油劑&含量(Oil&OPU)

疏水性聚酯纖維之特性,乃係摩擦後易產生靜電,帶負電荷;反之,棉纖維則易帶正電

荷。當紡製E/C混紡紗時,聚酯棉纖維需藉適當之油劑與含量,利用較高導電度之抗靜電油劑

塗敷在纖維表面,以減少纖維/纖維(F/F)或纖維/金屬(F/M)間摩擦所產生之靜電荷。有無

上油聚酯棉纖維之摩擦性有顯著差異性,如表4所示。

聚酯纖維之摩擦係數與可紡性有密切之關係。梳棉時棉網即是靠纖維間之摩擦力所形

成;纖維束牽伸時,纖維間之動摩擦係數(μd)略小,纖維牽伸移動平穩,對均勻度有所

助益。但若纖維間靜摩擦係數(μs)太大而動摩擦係數(μd)太小時,最初牽伸之纖維不

易被帶動,一旦移動後牽伸之纖維量過多,故纖維間靜摩擦係數(μs)不宜太大,動摩擦係

數(μd)不可過小,兩者差異不宜過大。環錠精紡時,管紗張力來自鋼絲圈的重量、鋼領之

反作用力、鋼絲圈與鋼領之摩擦力、鋼絲圈與紗之摩擦力。一般鋼絲圈與紗之摩擦力較小,管

紗張力隨著轉速、鋼絲圈的重量、鋼絲圈與鋼領之摩擦力等之增加而增加。然鋼絲圈與鋼領間

之摩擦過大時,鋼絲圈易燒損,纖維紗線易損傷。

聚酯纖維一般使用:⑴陰離子性油劑:主要是磷酸鹽類(嫘縈為硫酸鹽類);⑵非離子性

油劑:主要是環氧乙烷(Ethylene Oxide)加成物;⑶陽離子性油劑:雖具有較佳之抗靜電效

果,然黏著性較大,且於染整精練後處理加工有不易洗淨而影響染色性之危險性,宜少用之。

油劑在聚酯纖維表面宜均勻分佈,否則影響紡調與品質。油劑含量偏高時,黏著性較高,

皮棍、皮圈容易捲棉;油劑含量偏低時,易產生靜電,棉網易上飄,彎/斜管易堵塞,亦易產

生飛花。

(八)染色性

聚酯纖維在抽絲、延伸、後加工等過程中,其分子之順向性、結晶性與其他物化性對染

色性(Dye-Ability)有所影響。纖維延伸後,順向度提升,並經熱固定,使順向度、結晶格子

穩定,否則延伸張力解除後,順向度會衰退。隨著纖維之結晶化與順向度提高,其強力提升,

伸度降低,光澤度增加,吸水性降低,化學穩定性提升高,染色親和力降低。延伸倍率愈大,

順向性愈佳;熱固定溫度愈高,結晶度愈高,染色愈淺。聚酯纖維因具有極高之順向度與結晶

度,使用分散性染料,在染色過程中不起化學作用,僅利用高溫膨潤,並開擴結晶格子,靠氫

鍵、凡得瓦爾力與染料分子結合。

項 目 未上油 上油後 備 註

摩擦係數 0.5以上 0.20~0.35F:纖維(Fiber)

M:金屬(Metal)F/F 靜摩擦係數(μs)>動摩擦係數(μd)

F/M 靜摩擦係數(μs)<動摩擦係數(μd)

表4. 聚酯纖維上油前後對摩擦係數之影響

第97期 2016. 07.50

◆ 原料運用與準備織造 ◆

TYPE 強伸度 染色 染料用量

E/C 高強度低伸度 最淺 100%

E/R 中強度中伸度 次之 80~85%

E/W 低強度高伸度 再次之 70~75%

特殊1.2~1.4d 低強度 最深 60~65%

表5. 不同混紡聚酯纖維之染色性聚酯纖維種類

因用途而異,依其

延伸、熱固定之條

件不同,物化性亦

不同,是故染色性

亦不同,如右表5

所示。

A 級 B 級

淨重 平均成包淨重與標示重量比較±1%為合格

過長纖維率 0.5%以下 2.0%以下

異常纖維率 0.07%以下 0.15%以下

纖維長差異率 6.0%以下 8.0%以下

丹尼差異率 ±7.0%為合格不分級

乾強度(g/d) 3.5以上為合格不分級

乾強度變動率 20%以下 30%以下

乾伸度

棉紡用 15%以上為合格不分級

嫘縈用 40%±10%

毛紡用 65%以下為合格不分級

捲曲數 (25mm長單邊) 7.0以上 5.0以上

熔點 225℃ ±10℃

表6. 聚酯短纖(聚酯棉)之品質標準

聚酯纖維於聚合反應時加入第三成分,形成低溫常壓可染(易染型) 聚酯纖維,如加入

IPA(間苯二甲酸)來改變分子結晶格子,使染料分子容易滲入。或加入DMS(二甲基磺酸)

第三成分,形成鹽基性可染(陽離子可染型)聚酯纖維,使用陽離子染料染色,色澤鮮艷。

聚酯纖維之收縮率若太大時,亦對染整工程影響甚大。若為控制染後紗支數不變成太粗

或布料變厚重,則須減少胚紗直徑,提高胚紗支數。筒紗染色時,纖維收縮率若太大,易造成

內外紗層密度不一,染料不易滲入,造成內外層色差,染色不均。疋布染色時,布幅與長度不

足,每平方米布重變重。毛條染色(Top Dyeing)時,毛毬收縮成太硬太緊,內層染料不易滲

入,造成內外層色差,染色亦不均。

由於纖維製造過程中,其聚合、延伸、結晶與順向不良時形成異纖,或在製棉與紡紗過程

中受機械夾傷而熔融,形成大塊片狀異纖,皆會影響染色性。一般異纖之分子順向度不足,結

等 級項 目

51第97期 2016. 07.

◆ 原料運用與準備織造 ◆

晶度不夠,染料容易滲入纖

維,布面易呈現深色斑點之

瑕疵。

五、 聚酯纖維之品質標準與管制

(一)聚酯纖維之品質標準

聚酯短纖(聚酯棉)之

外觀,如圖17所示,其一般

長度約35~38mm,中長纖維

長度約51~76mm,長纖維長

度 約89~114mm, 其 要 求 長

度偏差宜小於6%,超長纖維

含量則小於2%。

項 目 一等品 二等品 三等品

毛絲(根/筒) ≦2 ≦6 ≦12

油汙絲(cm2) ≦1 ≦3 ≦4

尾巴絲(圈/筒) ≧1.5 無尾巴, 多尾巴

成形 較好 較差 差

絆絲(根/筒) ≦4 ≦6 ≦12

色澤 正常 輕度異常 明顯異常

筒重(Kg/筒) ≧3.8 3.8>筒重>0.5 ≦0.5

表7. 聚酯半延伸絲(POY)外觀評等指標

項 目 AA 級 A 級 B 級

毛絲(個/筒)(1)>76.0dtex(2)≦76.0dtex

00

≦2≦4

≦10≦14

圈絲(個/筒) 0 ≦10 ≦30

尾巴絲(圈/筒) ≧2.0 ≧2.0無尾巴多尾巴

油汙絲 無 不明顯 輕明顯

色澤(對照標樣) 正常 正常 輕度異常

成形(對照標樣) 良好 較好 較差

未牽伸絲 不允許

筒重(淨重) 滿桶重量90%以上 ≧2.5 ≧0.5

表8. 聚酯全延伸絲FDY (含網絡絲)外觀評等指標

依中國大陸國家標準CNS,總號2566類號L4037聚酯短纖(聚酯棉)之品質標準,如表6

所示。過長纖維率0.5%以下為A級,2.0%以下為B級。異常纖維率0.07%以下為A級,0.15%以

下為B級。纖維長差異率6.0%以下為A級,8.0%以下為B級。乾強度變動率20%以下為A級,

30%以下為B級。乾伸度而言,棉紡用15%以上為合格,嫘縈用40%±10%為合格,毛紡用65%

以下為合格。捲曲數7.0個/吋以上為A級,5.0個/吋以上為B級。熔點控制在225℃ ±10℃。

聚酯半延伸絲(POY)外觀評等指標,如表7所示,其外觀評等有毛絲、油汙絲、尾巴

絲、成形良莠、絆絲、色澤與筒重等項目,且分為一等品、二等品與三等品。聚酯全延伸絲

FDY(含網絡絲)外觀評等指標,如表8所示,其外觀評等有毛絲、圈絲、油汙絲、尾巴絲、

色澤、成形良莠、未牽伸絲與筒重等項目,亦分為AA級品、A級品與B級品。聚酯全延伸絲

DTY(含網絡絲)物性評等指標,如表9所示,其物性評等有線密度偏差(變異)率、強伸度

圖17. 聚酯短纖維之外觀

第97期 2016. 07.52

◆ 原料運用與準備織造 ◆

與變異值、沸水收縮率、染色均勻度、含油量、網絡度(噴節數)、條幹均勻度CV值與筒重等

項目,並依不同dpf分為AA級品、A級品與B級品。

(二)聚酯原絲之瑕疵種類與外觀

聚酯原絲之瑕疵種類,大致有:1.破絲毛羽;2.解撚不良;3.成形不良;4.起棉;5.蛛

網;6.油污;7.鉤紗;8.纖維斷面直徑大小不一,如圖18所示。破絲毛羽是原絲在紡絲或假撚

後毛絲斷裂之情形;解撚不良是原絲在假撚時有解撚不良之情形;成形不良;起棉是原絲部分

纖維絲因磨擦或纏繞鄰紗而產生毛羽起棉之現象;蛛網是原絲在假撚後,筒子紗嚴重交叉成蛛

網之情形;油污是原絲在假撚時受到油漬污染之瑕疵;鉤紗是原絲在假撚後,筒子紗繞取時與

鄰紗有交叉糾結之不良現象。

一般纖維斷面之大小面積比標準約在80%以上,若在70~79%則屬輕微大小根,又若在69%

以下時,則屬嚴重大小根。細絲主要是紡嘴阻塞,清潔不良所致。直徑大小不一與紡絲溫度、

紡絲速度、紡液黏度、紡絲盒(Pack)狀態(紡絲頭L/D、紡絲頭砂腔組織與濾網)、出紡嘴之

模口膨脹等有關。

丹絲線密度 1.0 dtex <dpf≦1.5 dtex 1.7 dtex <dpf≦5.6 dtex

名稱、等級 AA級 A級 B級 AA級 A級 B級

線密度偏差率(%) ±2.0 ±2.5 ±3.5 ±2.0 ±2.5 ±3.5

線密度CV值(%) ≦1.00 ≦1.30 ≦2.00 ≦0.80 ≦1.30 ≦2.00

斷裂強度(cN/ dtex) ≧3.70 ≧3.50 ≧3.10 ≧3.70 ≧3.50 ≧3.10

斷裂強度CV值(%) ≦5.00 ≦9.00 ≦12.00 ≦5.00 ≦8.00 ≦11.00

斷裂伸長率(%) M1±3.0 M1±5.0 M1±7.0 M1±3.0 M1±5.0 M1±7.0

斷裂伸長率CV值(%) ≦10.0 ≦16.0 ≦19.0 ≦9.0 ≦15.0 ≦18.0

沸水收縮率(%) M2±0.8 M2±1.2 M2±1.5 M2±0.8 M2±1.2 M2±1.5

染色均勻度(灰卡)(級) ≧4.0 ≧4.0 ≧3~4 ≧4.0 ≧4.0 ≧3~4

含油量(%) M3±0.20 M3±0.30 M3±0.30 M3±0.20 M3±0.30 M3±0.30

網絡度(個/米) M4±4.0 M4±6.0 M4±8.0 M4±4.0 M4±6.0 M4±8.0

條幹均勻度CV值(%) ≦1.10 ≦1.50 ≦2.00 ≦1.50 ---- ----

筒重(Kg)定重或定長

---- ----定重或定長

---- ----

備 註

1) M1 為斷裂伸長率中心值,由供需雙方確定。2) M2 為沸水收縮率中心值,由供需雙方確定。3) M3 為含油量中心值,由供需雙方確定。4) M4 為網絡度中心值,由供需雙方確定。5) 條幹均勻度CV值根據生產情況和顧客需要,必要時進行檢測。

表9. 聚酯全延伸絲DTY (含網絡絲)物性評等指標

53第97期 2016. 07.

◆ 原料運用與準備織造 ◆

六、 結論

聚酯纖維是紡織品使用最大宗之原料,若其高分子合成、酯化、抽絲、延伸、加工、或定

型時,稍有瑕疵,則嚴重影響下游加工技術或產品,故各階段之品質管控十分重要。

由於聚酯纖維特性對紡紗、織布與染整加工條件有決定性之影響,且係台灣最大之人纖產

業,因此本文內有詳述其因果關聯性,期望有所參酌助益。

參考文獻

1.陳哲揚,短纖聚酯棉之製程及品質特性之相關性,工研院化工所。

2.絲織公會,長纖梭織物瑕疵樣本與瑕疵形成原因,1993。

3.織布公會,布匹瑕疵檢驗與樣本,1986。

4.黃振麒、陳慶祥、曾建銘、黃致成,紡織品瑕疵分析與案例說明,紡織產業綜合研究所,2011。

圖18. 聚酯原絲之瑕疵種類

TSFATSFA

⑴ 破絲毛羽

⑸ 蛛網

⑶ 成形不良

⑺ 鈎紗

⑵ 解撚不良

⑹ 油污

⑷ 起棉

⑻ 斷面大小不一

△ 改變別人而不引起反感的6種方法:1.用稱讚和真誠的欣賞做開始;2.間接的指出人們

的錯誤;3.在批評對方之前,不妨談談自己的過錯;4.發問時,別用直接的命令;5.顧

全對方的面子;6.稱讚最細微的進步,而且稱讚每一個進步。

△ 要看開、放下對身體的執著,才能得到自在。

良 言