1、复合纱线 1无捻纱线1引言众所周知，巾被、针织内衣等产品对“柔软” 的追求永远是一大主题，为了实现“柔软”，对纱线要求之一就是采用尽量小的捻度，但是，普通纱线过小的捻度会造成纺纱的困难和织造的断头增多，因此，以往实现“柔软” 只能平衡纺纱和织造两方面。对纱线捻度的要求选取折衷值。无捻纱的问世为巾被、针织等行业提供了实现“ 柔软”的另一种全新的解决方案，无捻纱其产品的突出特点就是超强的“ 柔软” 和吸水性1.1 定义无拈纺纱(twistless processing)：使用粘合剂使纤维条中的纤维互相粘合成纱的一种纺纱方法。粗纱经牵伸装置牵伸后,须条被送到加捻滚筒上,回滚筒上来自槽箱中的薄层粘合剂
2、接触.纤维条由数根回转的小压辊与滚筒一起向前输送,其中一根小压辊还同时作轴向往复运动,将纤维条搓成圆形截面,并使每根纤维都能均匀地接触到粘合剂.圆形纤维条通过加热器烘燥,纤维互相粘牢成纱.纺纱速度可比常规纺纱方法大 24 倍,制成的纱可供织造用。使用粘合剂使纱条中的纤维互相粘合成纱，纱条上没有拈度，强力依靠纤维间的互相粘合获得，是一种新型纺纱方法。1.2 发展简况无捻纱是在 1970 年代末出现的一种新型纱线,其特点是构成纱线的纤维成平行排列状,纱线的截面成带状形态。1980 年代初期 Texas Tech University TextileRescarch Center(TRC) Lubb
3、ock,Tex 向市场推出无捻纱织物,它蓬松、柔软、柔和的光泽效果,受到了市场的欢迎。无捻纱织物在国外已形成比较丰富的针织与机织产品,国内对于无捻纱的研究起步较晚,直到 1990 年代末才向市场推出粘合式无捻纱,并在针织织物上开始应用,由于它具有不同与传统纱线的优良特性,正受到越来越多的重视。1.3 无捻纱的用途家纺产品（睡衣、床毯、巾被、毛巾、浴巾、浴帽、高档制服、婴儿套装、枕套等）表现在柔软、膨松、吸汗性强，穿着棉、暖、轻、透、薄的特点。2无捻纱的成纱原理及方法2.1 成纱原理由可溶性的 PVA（聚乙烯醇）长丝或桑蚕丝包缠在无捻棉束表面而构成包缠纱,在织制毛巾时具有较好的耐磨性和承受一定的
4、张力,然后在织制成成品后将PVA 或桑蚕丝溶解于水中，使毛圈呈无捻蓬松状态处在织物中2.2 成纱方法2.2.1 粘合法 利用粘合剂,借假粘作用将纤维紧密结合在一起。纤维的粘附混合,可以是直接混合,也可以是并条时混合。纤维在并条机上进行粘附混合后形成的纱线,经烘干后可直接供给无捻精纺机。它省掉了传统纺纱工艺的四道工序,即两道并条、粗纱和细纱工序。这种无捻成纱方式可使纱线的产量比环锭纺增加 10 倍,它克服了环锭纺和转杯纺高产量的障碍,可以用条子直接纺纱,有的甚至可以直接从梳网来纺无捻纱,产量很大可达 300400 米/ 分，另外还可以利用牵伸罗拉之间距离的调整以适应不同长度的纤维纺纱,从而实现在
5、同一种机器上纺棉纱、毛纱等不同品种纱线2.2.2 软性包缠法 这种方法是采用平行纺纱法纺得初纱。初纱由可溶性的长丝纤维和无捻平行短纤组成,可溶性的长丝纤维成螺旋状缠绕在无捻平列的短纤维外面,后整理过程中溶掉长丝,只留下芯部无捻的短纱线。在这一过程中,长丝所起的作用只是提供织造过程中所需的张力。2.2.3 反向加捻法原料：水溶性维纶线+棉纱工序：并线反向加捻。工艺要点：反向加捻工序是加工无捻纱最关键的工序合股线的反向加捻数要等于所纺得的棉细纱和 PVA 纱的捻度采用适当的小锭速气圈高度要适宜适当增加室内湿度,增大维纶抱合力,减少断头调整并线张力、退捻的退绕张力来解决结辫现象3无捻纱织物的特性3.
6、1 无捻纱织物与有捻纱织物的主要区别3.1.1 纤维排列无捻纱织物由于形成织物的纱线中纤维是平行排列的,纤维的自由度大,因此纤维在受挤压后成带状或扁平状,这使得它与传统纺纱方法所形成的织物具有不同的特点 3.1.2 外观由于织物中纱线呈带状截面的原因,使得织物的覆盖系数增大,因此织物看起来厚实紧密,蓬松感好,而织物质量比较轻无捻纱织物比有捻纱织物光泽柔和3.1.3 加工工艺无捻纱由于没有捻缩,使得织物的织缩率比传统纱织物小,这就可以大大节 省原料；无捻纱织物的染色性能良好,且可以获得丝光般的效果。无捻纱中纤维都暴露在外,可以和染料充分的接触,因此染料容易上染有捻纱往往要进行丝光处理,使纤维排列
7、比较整齐,以获得良好的光泽,而无捻纱则不需要这一处理； 可以利用无捻纱织物的蓬松效果纺织更轻、更厚实和更舒适的织物。3.1.4 无捻纱的缺点无捻毛巾手感超级柔软厚实，但在使用过程中，无论多高档的无捻，都会有一些掉毛，这是工艺上造成的难以消除的缺点。但我们可以在使用前先用温水洗一遍，可以去除大多数浮毛，就能很好地改善掉毛现象 3.2 无捻纱织物的服用性能研究3.2.1 27.8tex 无捻涤芯棉纱、有捻棉纱、有捻涤棉纱的强伸性能经测试得到无捻纱强力介于有捻棉纱和涤棉纱之间,我们知道普通棉纱的强力已足够提供纺织所需的张力,这说明无捻纱的强力足以提供织造所需强力。3.2.2 无捻纱针织物的性能测试棉
8、/水溶性维纶合股纱针织物是在普通手动横机上完成的 ,针织机的针号为14 号,织物为平针织物,单纱线密度为 28 tex,面密度为 147 g/m23.2.2.1 透气性透气性实验是在 YG461 型中压透气仪上进行的。为比较棉针织物和无捻纱针织物的透气性,所用的 2 种试样是在相同条件下织得的,其纱线与织物规格亦相同（28tex 纱线，针号 14 号,平针织物面密度 147 g/m2）,同时棉针织物也在沸腾的热水中煮过 05 h,而后晾干。所测 10 组数据的平均值 28tex 无捻纱 4.284 mm.s-1；28tex 有捻纱 2.609 mm.s-1；可以看出,无捻纱针织物的透气性要比传
9、统棉针织物高近 1 倍,从而说明无捻纱针织物有良好的透气性能3.2.2.2 吸湿快干性能分别从无捻纱针织物和棉针织物上裁下 2 块 12 cm8 cm 的矩形布片,称重。将 4 块试样编号,并浸入到水中 30 min,以保证它们充分浸润,0.5 h 后取出提在手中,当其不再滴水时,用精密物理天平测其质量,并记下相应的数据。然后,将试样挂在架子上,自然风干,以后每隔 10 min 测 1 次质量 ,记下每次测量的数据,直到 4块试样都自然晾干为止。用所得的实验数据,计算棉织物和无捻纱织物的平均含水率,含水率=(湿重-干重)/ 湿重100%，其时间含水率曲线如图纱线强伸性能断裂强力/cN 断裂伸长
10、率/%278tex 无捻涤芯棉纱 343.4 17.99278tex 有捻棉纱 182.9 3.73278tex 有捻涤棉纱 611.2 12.68可以看出,无捻纱针织物的干燥速度要比普通的棉针织物快,说明无捻纱针织物的水分散失能力比普通棉针织物好。3.2.3 无捻纱机织物的性能测试将细绒棉和水溶性维纶分别纺成捻度为 600 捻/m,捻向为 Z 向的 28 tex 单纱,再将单纱合股反向加捻,捻度为 600 捻/m,用此股纱在电脑小样机上织样布。退维前规格: 65.6 cm31.7 cm,经密 218 根/10 cm,纬密 171 根/10 cm;退维后规格:64.1 cm31.2 cm,经密
11、 221 根/10 cm, 纬密；175 根/10 cm 。从退维后的布样中裁出 11 块试样,编号为 A1A11,分别对无捻纱织物的透气性能、拉伸性能、顶破性能和悬垂性能进行测试。3.2.3.1 透气性能织物的舒适性和透气性关系密切。透气性实验是在 YG461 型中压透气仪上完成的。将无捻纱织物和相同规格的有捻纱织物的透气性作了比较,具体的测试数据无捻纱机织物 1.152mm.s-1；有捻纱机织物 1.008mm.s-1.从表中的数据可以看出,无捻纱机织物比有捻纱机织物的透气量高 14%左右,这主要是由于无捻纱机织物蓬松,更有利于空气的流动,因此无捻纱机织物具有更好的透气性能。3.2.3.2
12、 拉伸性能A2、A4、A6 为沿退维后布样纬向裁剪的 3 块试样,规格为 28.3 cm5 cm;A3、A5、 A7 是沿经向裁剪的 3 块试样,规格为 30 cm5 cm,用以上 6 块试样分别做织物的纬向和经向拉伸测试,实验数据如表 3 所示。根据 GB 39281983 中相同规格机织物的断裂强力数值,对照表 3 的数据可以看出,机织物经纬向的强力都比较小。从断裂的外观来看,无捻纱机织物的断裂呈现抽拔状,断裂面上的纤维是抽拔出来的,而普通机织物的断裂是由于纤维断裂造成的,且断口比较明显、清晰。3.2.3.3 顶破性能顶破性能是反映织物性能的主要指标之一。顶破的受力情况与服用织物时在膝部、
13、肘部等处相似用试样无捻纱机织物、有捻纱机织物在 Y631 破裂强力机上进行顶破实验数据，由于所得织物特别柔软,强力较低,所以顶破织物的力也比较小。3.2.3.4 悬垂性A10、A11 是从退维后的样布上剪取的半径为 10 cm 的 2 个圆型试样。在YG811 织物悬垂性测定仪上进行测定都优于普通棉织物,有很好的蓬松性和透气性,因此,无捻纱织物的优势主要体现在手感丰软、柔和,蓬松,吸水性强等方面。无捻纱织物具有与传统纱织物不同的风格特征, 4无捻纱的纺纱工艺（与 棉 复 合 毛 巾 无 捻 纱 举 例 ）4.1 原料成份聚乙烯醇（PVA）长丝+短纤维纱聚乙烯醇（PVA）短纤维纱+短纤维纱短纤维
14、粘合无捻纱无捻平行长丝（芯）+短纤维包芯4.2 纱线结构常用的无捻纱是采用粘合法或软性包缠法,在无捻精纺机或在后整理中熔掉长丝（短纤）,只留下芯部无捻的短纤纱线（长丝）加工而成的4.3 纺纱工艺设计4.3.1 原料的选用及工艺流程4.3.1.1 原料的选用聚乙烯醇：以 聚 乙 烯 醇 为 原 料 纺 丝 制 得 的 合 成 纤 维 。 将 这 种 纤 维 经 甲醛 处 理 所 得 到 聚 乙 烯 醇 缩 甲 醛 纤 维 ， 中 国 称 维 纶 ， 国 际 上 称 维 尼 纶 。 比 较 低分 子 量 聚 乙 烯 醇 为 原 料 经 纺 丝 制 得 的 纤 维 是 水 溶 性 的 ， 称 为 水
15、 溶 性 聚 乙 烯 醇纤 维 。 一 般 的 聚 乙 烯 醇 纤 维 不 具 备 必 要 的 耐 热 水 性 ， 实 际 应 用 价 值 不 大 。 聚乙 烯 醇 缩 甲 醛 纤 维 具 有 柔 软 、 保 暖 等 特 性 ， 尤 其 是 吸 湿 率 (可 达 5%)在 合 成纤 维 诸 品 种 中 是 比 较 高 的 ,故 有 合 成 棉 花 之 称 ;但 其 耐 热 性 差 ,软 化 点 只 有120 ；19201930 年 代 初 期 ， 德 国 瓦 克 化 学 公 司 首 先 制 得 聚 乙 烯 醇 纤 维 。 1939年 ， 日 本 樱 田 一 郎 、 矢 泽 将 英 ， 朝 鲜
16、李 升 基 将 这 种 纤 维 用 甲 醛 处 理 ， 制 得 耐热 水 的 聚 乙 烯 醇 缩 甲 醛 纤 维 ， 1950 年 由 日 本 仓 敷 人 造 丝 公 司 （ 现 为 可 乐 丽 公司 ） 建 成 工 业 化 生 产 装 置 。 1984 年 聚 乙 烯 醇 纤 维 世 界 产 量 为 94kt。 60 年 代初 ， 日 本 维 尼 纶 公 司 和 可 乐 丽 公 司 生 产 的 水 溶 性 聚 乙 烯 醇 纤 维 投 放 市 场 。生产方法聚乙烯醇纤维所用原料聚乙烯醇的平均分子量为 60000150000，热分解温度为 200220,熔点为 225230。聚乙烯醇纤维可用湿法
17、纺丝和干法纺丝制得。将热处理后的聚乙烯醇纤维经缩醛化处理可得聚乙烯醇缩甲醛纤维。缩醛化处理过程是将丝束经水洗除去芒硝(硫酸钠)后,从醛化溶液(由醛化剂甲醛、稀释剂水、催化剂硫酸、阻溶胀剂硫酸钠组成)中通过,再经水洗的过程。也可将丝束切成短纤维，用气流输送至后处理机，在不锈钢网上进行缩醛化处理。为改善纤维性能，可将含有交联剂硼酸的聚乙烯醇溶液(浓度为 16%)进行湿法纺丝，所得初生纤维在碱性凝固浴中凝固，经中和、水洗和多段高倍拉伸和热处理，则可获得强度达 106115cN/dtex 的长丝。这种产品称为含硼湿法长丝。 主要性能具有很好的机械性能，其强度高、模量高、伸度低。 耐酸碱性、抗化学药品性
18、强。 耐光性：在长时间的日照下，纤维强度损失率低。 耐腐蚀性：纤维埋入地下长时间不发霉、不腐烂、不虫蛀。 纤维具有良好的分散性：纤维不粘连、水中分散性好。 纤维与水泥、塑料等的亲和性好，粘合强度高。 对人体和环境无毒无害。 用途聚乙烯醇缩甲醛纤维在工业领域中可用于制作帆布、防水布、滤布、运输带、包装材料、工作服、渔网和海上作业用缆绳。高强度、高模量长丝可用作运输带的骨架材料、各种胶管、胶布和胶鞋的衬里材料，还可制作自行车胎帘子线。由于这种纤维能耐水泥的碱性，且与水泥的粘结性和亲合性好，可代替石棉作水泥制品的增强材料。可与棉混纺，制作各种衣料和室内用品，也可生产针织品。但耐热性差，制得的织物不挺
19、括，且不能在热水中洗涤。此外，在无纺布、造纸等方面也有使用价值。 溶 解水溶性聚乙烯醇纤维可与其他纤维混纺，再在纺织加工后被溶去,得到细纱高档纺织品,也可制得无捻纱或无纬毯。还可作为粘合剂用于造纸，以提高纸的强度和韧性。此外，还可制特殊用途的工作服、手术缝合线等。 改 性 聚 乙 烯 醇 纤 维重要的改性品种是氯乙烯- 聚乙烯醇接枝共聚纤维，中国称为维氯纶。它以低聚合度聚乙烯醇水溶液作分散介质，在催化剂作用下，使氯乙烯和聚乙烯醇接枝共聚；从得到共聚物乳液中，以乳液纺丝法（见化学纤维纺丝）纺得纤维；再经与聚乙烯醇缩甲醛纤维相似的后处理过程，制得纤维成品。它兼有聚氯乙烯纤维和聚乙烯醇缩甲醛纤维的优
20、点。 规 格 参 数拉伸强度 杨氏模量纤维直径/umcN/dtex Mpa cN/dtex Gpa纤维长度 /mm14 12 1600 260 35 4、6、9、12、1512 12 1600 260 35 4、6、9、12、15（1）PVA 纤维：主体长度 39mm、线密度 1.47 dtex、干强度 4.82 cN/dtex、水溶温度为 90、回潮率 5.0%;（2）原棉:以美棉为主体,配棉平均等级 3 级、平均主体长度 29.2 mm、成熟度系数为 1.61.9、线密度为 1.72 dtex1.95 dtex、含杂率为 2.6%。4.3.1.2 工艺流程无捻纱线的生产过程分两步第一步为分
21、别纺制水溶丝单纱和棉纤维单纱第二步是将水溶丝单纱和棉单纱并合后加捻成股线。研发的水溶丝单纱为 7.38 tex,棉纤维单纱有 27.8 tex、49.2tex 、58 tex 等。水溶丝工艺流程: FA002A006BFA106A A092A+A076EA186DFA304FA304A454E FA507 1332MD棉纱工艺流程： FA002A006BFA104 FA106BA092A+A076EFA201BFA304 FA304FA411FA5071332MD水溶丝单纱 FA702 型并纱机FA631 型捻线机1332MD 型络筒机纯棉单纱 4.3.2 水溶丝单纱的生产以下简要介绍水溶丝单
22、纱生产中采取的工艺和技术措施。4.3.2.1 开清棉由于水溶丝纤维长度较长,含杂较少,清棉工艺应采用“少抓勤抓、轻打多松、少翻少落、慢速度、大风量、防粘连”的工艺。主要打手速度要慢,豪猪打手速度调整为 520 r/min,A076E 型成卷机综合打手由原来加工纯棉的 1 000 r/min 调至 920r/min。适当缩小尘棒至尘棒间的隔距,开启豪猪式开棉机车肚风门,减少落棉。棉卷定量可参照纯棉的生产,成卷时注意防止棉卷粘连,车间相对湿度以偏低掌握为宜,一般为 50% 55%。4.3.2.2 梳棉由于水溶丝成网成条困难,安装皮圈导棉器可有利于成网成条,采用小工作角的化纤针布,以减少纤维沉积,减
23、少棉网云斑现象。工艺配置应采取“大速比、轻定量、低速度、重加压” 。使用工作面长度为 32 mm 的给棉板,放大给棉板分梳工艺长度,减少纤维的损伤。刺辊与锡林的速比增加到 12.2,有利于水溶丝纤维转移良好。锡林盖板间隔距适当放大,以减少锡林绕花。后车肚小漏底弦长采用200 mm,适当收小小漏底入口隔距,以便多落并丝、硬块。梳棉车间相对湿度55%58%。梳棉机主要工艺配置生条定量/g.(5 m) -1 17锡林速度/r.min -1 360刺辊速度/r.min -1 835道夫速度/r.min -1 16刺辊给棉板隔距 /mm 0. 30刺辊除尘刀隔距 /mm 0. 38刺辊小漏底隔距 (入口
24、出口) /mm 52锡林盖板隔距 /mm 0.35、0.32、0.30 、0.30、0.32锡林道夫隔距 /mm 0. 12锡林后罩板隔距 (上口下口)/mm 0.350.554.3.2.3 并条采用“轻定量、重加压、大隔距、低车速” 的工艺配置。水溶丝静电现象较严重,纤维易粘附机件,缠罗拉、胶辊,影响正常牵伸,并且有时还会出现毛条烂条、外层的纤维易缠绕上罗拉被上绒布带走的情况,严重恶化成纱条干。为此严格控制车间空气相对湿度为 60% 70%,温度为 2330,选用偏低的车速,选用抗缠绕性好的表面免处理胶辊,可减少纤维的缠绕,改善条干。主要工艺为:采用两道 8 根喂入,总牵伸大于并合数 ,头道
25、牵伸倍数为 8.38,末道牵伸倍数为 8.22,罗拉表面距为 12 mm18 mm,罗拉加压为 300N/双锭340 N/双锭340 N/双锭, 头道定量为 16.2 g/5 m,末道定量为 15.77 g/5 m,车速为 160m/min。4.3.2.4 粗纱粗纱工序应遵循“ 低速度、轻定量、重加压、大隔距、小捻度” 的工艺原则。采用较轻的定量,一般为 3.2 g/10m,以避免牵伸力过大; 因为水溶丝长度长,长度整齐度好,选用了较小的捻系数 60;粗纱牵伸倍数适中,一般为 8.77,罗拉中心距为52mm62mm,胶圈钳口为 3.0mm,以加强对纤维运动的控制,改善粗纱条干。4.3.2.5
26、细纱细纱采用 Z 捻,纺纱工艺按照“大捻度、小后区牵伸倍数、大后区罗拉隔距和小钳口”的原则配置。为保证单纱强力符合要求,单纱捻系数偏大掌握,较小的后区牵伸倍数能够使粗纱条带有一定的剩余捻度进入前牵伸区,使须条纤维之间抱合紧密,减少扩散,提高条干均匀度和单纱强力,减少细节。由于水溶丝不耐高温,锭速过高后断头较多,且纱线毛羽增多。选用大圈形的钢丝圈,以使纱线通道宽敞,定期更换钢丝圈,减少纱线毛羽。适当减小集合器口径,选用抗缠绕性好的表面免处理胶辊,加强对加捻卷绕部分机械状态的检修,减少成纱细节,降低纱线断头。主要工艺为:锭速 15 076 r/min,捻系数为 350,罗拉中心距为 42 mm55
27、 mm,钳口隔距 2.25 mm,浮游区长度 16 mm,后区牵伸倍数 1.22 倍。4.3.2.6 络筒1332MD 型络筒机采用胶木槽筒,车速不宜偏高,以减少成纱细节和毛羽。清纱板隔距采用 0.45 mm。要注意空气捻接器接头效果,否则并纱工序纱线断头较多,影响生产效率。水溶丝单纱各项指标测试结果如下:实际号数/tex 7. 4重量偏差/% 0. 6平均强力/cN 194. 9断裂强度 CV/% 13. 8捻度/捻(10 cm) -1 127. 94.3.3 无捻纱线生产4.3.3.1 并纱工艺配置根据 7.38 tex 水溶丝单纱细度细、弹性伸长大,而所用棉纱较粗,弹性伸长较小的特点,在
28、生产过程中应注意加强工艺参数的控制,尽量减少意外伸长,尽可能使棉纱及水溶丝的伸长保持一致。例如: 7.38 tex 水溶丝单纱与 27.8 tex 棉纱并合时, 7.38 tex 水溶丝单纱通道张力片选择 10g, 27.8 tex 棉纱通道张力片选择 8 g。并线机速度以偏低掌握为宜,以使纱线张力均匀和减少并纱断头。4.3.3.2 捻线工艺反向加捻反向加捻工序是加工无捻纱最关键的工序,工艺参数是否合理,直接影响到成纱质量。因单纱为 Z 捻,捻线应采用 S 捻,捻线工序为解捻过程,合理选用捻系数很重要,由于无捻纱线用于毛巾生产,考虑到重点突出毛巾后处理效果,又保证捻线工序的正常解捻,捻线捻度设
29、计为 58 捻/10 cm。为了减少在退捻过程中的断头,减少棉纱结辫现象,应采取下列措施合股线的反向加捻数要等于所纺得的棉细纱和 PVA 纱的捻度、采用适当的小锭速、气圈高度过低,会造成气圈张力过小,使气圈与纱管、钢领摩擦增大,易形成断头；气圈过高,张力过大, 也易产生断头,所以气圈高度要适宜、适当增加室内湿度,增大维纶抱合力,减少断头、)通过调整并线张力、退捻的退绕张力来解决结辫现象4.3.3.4 生产中应注意的问题合理选用原棉。原棉主体长度过短,会影响成纱强力,因而影响毛巾的耐用性,原棉主体长度应以不小于 29 mm 为宜。增大水溶丝单纱特数。实际生产过程中, 7.38 tex 水溶丝单纱
30、产量低,强力也较低,纱线断头较多。一般宜采用 7.38 tex 以上的水溶丝单纱与棉单纱生产无捻纱线。控制好条子重量不匀率。由于水溶丝纤维在清棉和梳棉工序可纺性较差,易导致条子重量不匀率波动大,为此清棉工序要提高各机台均棉机构对水溶丝纤维均匀喂给的程度,提高单打手成卷机天平调节装置对棉卷重量不匀的调节作用,最好使用带自调匀整装置的梳棉机或者是使用安装有自调匀整装置的并条机来降低条子重量不匀率。严格车间温湿度管理。水溶丝生产过程中对各车间温湿度要求较高。车间温湿度过高后,在清棉梳棉工序易出现成卷困难、棉卷易粘连,成网成条困难等问题,在并、粗、细工序易出现粘、缠、挂、带、堵、条子发毛等现象,因此各
31、车间温湿度必须严格控制,减小温湿度波动。5 T 长丝/C 短纤（溶掉）针织无捻芯纱5.1 品种规格工艺流程和原料配置品种:18.2tex 针织用棉包无捻涤(50D)芯纱,捻度 80T/10cm。5.2 工艺流程涤长丝:倒筒倍捻定型-络筒成品棉纤维:清花梳棉并条粗纱细纱定型5.3 原料涤纶长丝:外观疵点少,成形和内在质量好,选用 50D 涤纶长丝为芯丝原棉:成熟度好,短绒少,整齐度好。选用原棉细度 6218,成熟度 1.65,主体长度28.61mm5.4 主要工艺参数5.4.1 外包棉粗纱5.4.1.1 开清棉清花工序遵循“早落少碎,多松适打,有效开松除杂,充分混和”的工艺原则,主要工艺参数:棉
32、卷定量干重 390g/m,豪猪打手速度 660r/min,棉卷罗拉速度12r/min,三叶梳针速度 720r/min。5.4.1.2 梳棉梳棉工艺贯彻“细致梳理”原则,紧隔距,强分梳,慢车速,轻定量,以减少短绒的产生和排除短绒及细小杂质。针布做到“四锋一准”,确保隔距按工艺要求上车。主要工艺参数:生条定量干重 17g/5m,总牵伸倍数 114.7,锡林盖板隔距(英丝)7、7、6、6、7,锡林速度360r/min,刺辊速度 780r/min,道夫速度 18r/min。机型 A186F。5.4.1.3 并条二道并条,每道 8 根并合。采用“顺牵伸”的牵伸分配,以改善熟条条干水平注意保持牵伸部件状态
33、良好和棉条通道光洁,为提高成纱条干水平和减少纱疵打下基础。主要工艺参数:头并半熟条定量干重 17g/5m,总牵伸倍数 8.0,后区牵伸倍数 1.72,罗拉隔距 712mm,二并熟条定量干重 15.5g/5m,总牵伸倍数 8.77,后区牵伸倍数 1.26,罗拉隔距 712mm。机型 A272F。5.4.1.4 粗纱为了使粗纱条干均匀,结构紧密,成形良好,便于细纱加工,粗纱工序采用“较大捻系数,小钳口”的工艺,在保证细纱牵伸正常的情况下,粗纱捻系数偏大掌握,以粗纱不出硬头为准,有利于细纱牵伸过程中对浮游纤维的控制,并减少粗纱退绕中的意外牵伸。主要工艺参数:粗纱定量干重 4.2g/10m,捻系数 1
34、00,捻度4.68T/10cm,罗拉隔距 2228mm,总牵伸倍数 7.38,钳口隔距 3.5mm,后区牵伸倍数 1.125。机型 A454E。5.4.2 涤纶芯丝为实现芯丝无捻的设计要求,减少芯丝在细纱工序退绕时发生飘散和打绺现象,应辅以退绕张力加以控制。要对涤长丝加上与成纱捻向相反的捻度,并对已加捻的涤长丝进行适当的定型。各工序主要工艺参数5.4.2.1 倒筒倒筒过程中要注意张力均匀。主要工艺参数:张力片 28g,锭速 2000r/min。机型ASKV075。5.4.2.2 倍捻注意卷绕张力的控制,挡车工要加强巡回。主要工艺参数:车速 10000r/min,捻度 80T/10cm,卷绕张力
35、 6g,捻度方向为 S 捻，机型 ASKV731。5.4.2.3 定型满足后道加工需要,对已加捻的涤长丝进行定型,其工艺参数:85,40min。设备:定型罐。5.4.3 棉包无捻涤芯纱5.4.3.1 细纱细纱是纺无捻芯纱的关键工序,在工艺设计和操作管理上要采取相应措施,才能确保纺纱质量。因为涤长丝采用消极式喂入方式,所以在细纱机上加装一套能插放长丝的筒子架和控制长丝张力的装置,以有效控制退绕张力,防止芯丝退绕时出现飘散和打绺现象。选择改造机型为 A513W 细纱机。涤长丝已预加 80T/10cm 反向捻度和捻损,后道加工顺利,断头减少,经反复实验,确定细纱设计捻度为 85T/10cm 并适当降
36、低细纱锭速。在牵伸分配上,为保证成纱条干均匀度,后区牵伸倍数不宜大。由于芯丝(涤纶长丝号数为 50/9=5.56tex)的存在,棉短纤号数实际上应是减去涤长丝后的号数即为 12.64tex(18.2-5.56=12.64tex)。在生产过程中,挡车工要加强巡回,严格执行包芯纱操作法,及时处理空芯纱、裸芯纱。设备保养维修人员要做好细纱设备状态检修,尤其要注意设备改造部分和细纱加捻卷绕部分设备状态,导丝轮回转灵活和定位准确,确保涤长丝始终处于棉纤维须条中间,防止包偏或露芯疵点发生。根据试验情况,选用开放型可调导丝轮。主要工艺参数:细纱定量干重 1.715g/100m,棉细纱定量干重 1.165g/
37、100m,总牵伸倍数 36.05,后区牵伸倍数 1.10,捻度 85T/10cm,捻向 Z 捻,钢丝圈 W321-44#,钳口 3.0mm。5.4.3.2 定型定型操作过程中要严格按工艺要求执行,确保定型效果达到设计要求。主要工艺参数:90,35min。设备:定型罐。5.4.3.3 络筒络筒工序采用合理的络纱张力,适当降低槽筒车速,保持纱线通道畅通和良好的机械状态,以减少络筒工序对无捻芯纱质量的影响。主要工艺参数为:车速900r/min,张力片重量 4g。机型 1332M。成纱实测质量无捻芯纱实测干定量 1.69g/100m,实拉强力 230cN,实测捻度 78.1T/10cm,棉结/结杂总数
38、为 54/80,成纱外观包覆质量尚好,无滑移现象。工艺要点：182tex 针织用棉包涤长丝无捻芯纱既有涤纶长丝的强度,又有棉短纤舒适的手感,开发此类纱线要注意的技术关键确定合理工艺流程。如采用二次定型工艺和对细纱设备适当改造合理设计捻度。因为针织无捻芯纱对条干均匀度、棉结杂质等要求比一般包芯纱要高,因此,长丝预加捻和细纱反向加捻是其关键点,特别是捻系数的确定和芯丝张力控制。在不影响成品质量前提下,细纱退捻捻度的设计,应尽可能地降低退捻率,这样不仅能减少退捻和针织加工过程中断头和疵点的产生,而且可提高产量。而细纱退捻捻度的设计必须是以长丝预加捻设计为基础,因此要根据成纱要求,兼顾加工过程,合理设
39、计捻度。为使针织用无捻芯纱在成纱后断裂时两种原料同时断裂,在纺纱过程中采用特殊的张力装置,在不影响成纱质量的情况下,对 A513W 设备进行适当改造,以增加长丝的张力,确保芯丝张力控制和包覆质量。倍捻工序要特别注意张力是否正常,长丝断头接结是否按操作法执行。为保证包覆质量,细纱工序芯丝定位、导丝轮定位和规格的选用要得当,挡车工要提高责任心,严格执行包芯纱操作法。6 无捻纱的退维工艺6.1 原料及粗纱工艺:棉+PVA 无捻纱退维过程是纺制无捻纱乃至无捻纱织物成功与否的关键。水溶性维纶溶解过程是先溶胀,再溶解。随着水分子进入纤维内部,维纶纤维的体积先增大,然后维纶分子转入水溶液中。但由于水分子的渗
40、入是由表及里的,所以纱线表层的维纶先溶胀,再向内部扩展,而且表层的维纶溶胀后,会形成一层薄膜覆盖表面,阻碍水向内部的渗入,须等表层维纶分子转入水溶液后,内层水溶性维纶才能再溶胀、溶解。因此整个溶解过程是由表及里6.1.1 准备工作 制作 20 个矩形小铁框,规格为 10 cm5 cm,将备用的合股线缠绕在小铁框上,如图所示。6.1.2 退 维 煮锅内倒上水,加热至 70左右,将 20 个小铁框放入锅内,继续加热至沸腾,记下时间。此后每隔 10 min 捞出一小铁框看其上的 PVA 是否退净。实验过程记录如下:70时放入纱架,加热至沸腾,记下时间;10 min 后,捞出一铁框,发现 PVA 有少
41、半已经退去,还有大部分残留;20 min 后,捞出一铁框,发现大部分 PVA 已经退去,只有少量残余;4)30 min 后,捞出一铁框发现,PVA 已经完全退净,而且纱线中有几根已煮断。此时将余下的铁框一起取出,上边缠绕的就是要制取的无捻纱。将上述方法制得的纱线放入温水进行冲洗后放在室内自然晾干 24 h,得到的纱线可称为水溶性无捻纱线。6.2 本文采用纱线强力测试法和称重法对无捻纱的退维时间验证6.2.1 退维机制无捻纱的退维实际上就是一定温度条件下水溶性维纶溶于水的过程。水溶性维纶的溶解过程是先溶胀,再溶解。首先是水分子进入纤维内部,使其体积增大,然后维纶分子转入水溶液中,但对于纱线中的水
42、溶性维纶来说,由于水分子的渗入是由表及里的,所以纱线表层的维纶先溶胀,再向内部扩展。而且表层的维纶溶胀后,会形成一层薄膜覆盖表面,阻碍水分子继续向内部的渗入,须等表层维纶分子转入水溶液中,内层水溶性维纶才能再溶胀、溶解,因此,整个溶解过程是由表及里进行的。由于维纶分子的化学结构中含有裸露的羟基,而羟基较强的化学反应性极易使其受到破坏,在硬水中,钙、镁等离子会与羟基发生反应形成碳酸钙、氢氧化镁等难溶物,影响退维,所以退维过程最好用软化水,并且其硬度应该控制在一定范围。另外退维之前也不能进行漂白,因为一些强氧化剂的存在也会破坏羟基形成难溶物,如双氧水等在生产过程中,退维过程的控制一直是困扰维纶伴纺
43、与混纺产品开发的难点。若此工序得不到有效控制,将会出现退维不匀,直接影响成品的各项物理指标及光泽、手感等。6.2.2 验证方法6.2.2.1 试样采用的原料是四川维尼纶厂生产的水溶性维纶短纤维,溶解温度 95。用捻度均为 600 捻/m、捻向为 Z 捻的 28 tex 棉单纱和维纶单纱合股进行反向加捻,合股纱的捻度为 600 捻/m、捻向为 S 捻6.2.2.2 纱线强力测试法纱线强力测试验证方法有 2 种:一种是将合股纱线均匀缠绕在铁框上再放在水中进行退维,此方法遇到的最大问题是不能有效地控制纱线的张力(与铁框接触处纱线受力较大),实验过程中纱线不能在沸水中保持原有的形态,不能在纱线强力仪上
44、准确地反映出其强力变化;另一种方法是把纱线缠绕在均匀的圆木棍上然后放入水中退维,这样能使每段纱线在沸水中所受的作用力基本相同,有效地避免纱线晾干之后纱线张力不匀的问题。一般采用第 2 种方法来测量维纶在水中完全溶解的程度及其所需时间。实验方法将纺得的股线截成 10 根 1 m 长线段,均匀缠绕在 10 个小圆木棍上。煮锅内倒上水,加热至 80左右时,将 10 个小圆木棍放入锅内退维,继续加热至沸腾,记下时间。然后每隔 3 min 捞出 1 个小圆木棍观察。实验步骤80时放入圆木棍,记下时间 3：07,之后每隔 3 min 取出 1 个圆木棍,顺序依次为 1#、2#、3#、10#、8#、9#、6
45、#、7#、5#、4#。将以上圆木棍放入室温水中进行 3 次漂洗后,放在室内自然晾干。实验结果在 1#、2#、3#、10#圆木棍上的纱线定型良好;8#、9#、6#圆木棍上的纱线开始松动脱落,纱线已开始溶解,纱线上可以看出棉纱无捻的状态;7#、5#、4#圆木棍上的纱线已完全松散,基本成为无捻纱。股线取出顺序与对应的取出温度、时间如表 1纱线退维后的强力见表 2从表 2 的数据可清楚地看出:在水温没达到 96前,也就是1#、2#、3#、10#圆木棍取出时,股线的强力基本没有大的变化,而实验所用水溶性维纶纤维的溶解点在 95左右;其次,在维纶开始溶解之后,随着时间的增加,从 8#开始,纱线的强力在逐渐
46、降低。这说明股线中的维纶成分正在逐步完全的溶解;最后的 5#和 4#纱竟然不能测出 7 组数据。事实上,4#纱出现大部分无捻的现象,10#的强力不降反升,可能是测量误差或者纱线不匀引起的,并不能反应整个水溶性纤维强力降低的趋势。从整个过程和得出的结果看,数据还是比较准确的,基本能确定退维时间在 30 min 左右。从整体上讲,用均匀木棍的实验明显优于用铁框的,不但测出了比较准确的数据,在实验过程中也显示出了比较好的效果。比如铁框纱线由于受热不匀导致张力不匀,这不仅导致了纱线测量结果的不准确,而且也因为纱线的松散脱落导致煮完后的纱线无法用流动的水漂洗,进而由于维纶浆液没有漂洗干净导致纱线强力不匀
47、。另外,用铁框更容易把纱线煮脱落,导致纱线无法测量。6.2.2.3 称重法纱线强力测试法验证退维时间时,由于棉纱线条干不匀,所以到水沸腾后 20 min 左右,维纶虽还没有完全退去,但此时由于纱线的条干不匀,所测的数据已经反映纱线接近无捻了,为了更准确地验证退维效果,采用称重法来验证维纶完全溶解所需要的时间。实验方法称取 11 个长为 50 m 股线试样的质量(在股线被烘干的情况下)。煮锅内倒上水,加热至 80左右时,将 11 个试样同时放入煮锅,每隔 3 min 取出 1 个纱样,直至 33 min 后取出所有纱线。将纱线烘干后分别称重。实验结果见表 3数据分析纱样的取出顺序依次为19#、1
48、5#、20#、11#、13#、16#、12#、14#、21#、18#、17#,分别称重。从质量差异看,时间越长维纶溶解得越多,并且在到达 11#纱样时水溶性维纶基本上已经溶完了,历时 27 min,这与纱线强力法验证的时间基本相符。6.2.2.4 其它测试法除了上述 2 种方法外,还可以用化学试剂法、纤维镜法等进行退维验证。化学试剂法应用的原理是利用 2 种原料股线的不同性能,对不同的化学试剂有着不同显色反应,可以作为判断水溶性维纶是否溶净的标准。而显微镜观察法也是利用不同原料的截面形态来观察维纶水溶后纱线的溶解程度。当然,化学试剂法仅是一个构思,还没有发现特别明显的区分这 2 种原料的试剂,需进一步进行研究。
