27.9 tex 50/50芳綸1414/棉混紡紗的開發(fā)

徐利+戴晉明+昝會(huì)云

摘要：根據(jù)芳綸1414和棉兩種纖維特性差異，在現(xiàn)代先進(jìn)的棉紡紗設(shè)備上，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，優(yōu)化選擇工藝參數(shù)，并解決了紡制中存在的難點(diǎn)，探索性地開發(fā)出高品質(zhì)的27.9 tex 50/50芳綸1414/棉混紡紗。紗線的性能測試結(jié)果表明，成紗強(qiáng)度高，條干均勻，毛羽少。

關(guān)鍵詞：芳綸1414；棉；混合；工藝參數(shù)；紡紗

中圖分類號(hào)：TS104.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

The Development of 27.9 tex 50/50 Aramid 1414/Cotton Blended Yarn

Abstract： Based on different properties of aramid 1414 fiber and cotton fiber， process parameters were optimized and the difficulties existing in the spinning process were solved， and by combining with production practice， the high-quality 27.9 tex 50/50 aramid 1414/cotton blended yarn was spun on modern spinning machine. The yarn was then tested. The test results show that the yarn has high strength， better evenness and less hairiness.

Key words： aramid 1414 fiber； cotton； mixed； process parameters； spinning

芳綸1414屬于芳香族聚酰胺纖維，具有強(qiáng)度高、模量高、密度低、耐熱性好、介電性好等特點(diǎn)。芳綸1414和棉纖維混紡可以優(yōu)勢互補(bǔ)，開發(fā)出的產(chǎn)品可滿足很多工業(yè)領(lǐng)域提出的特殊要求。

1 原料優(yōu)選

試驗(yàn)開發(fā)的混紡面料要求強(qiáng)力高、吸濕透氣、質(zhì)地輕柔、耐熱耐腐蝕等優(yōu)良特性，主要用于各類防護(hù)服基布加工，因此，設(shè)計(jì)27.9 tex 50/50芳綸1414/棉混紡機(jī)織紗。芳綸1414纖維為美國杜邦公司的Kevlar，棉為普通細(xì)絨棉。

2 紡紗工藝流程

由于兩種纖維性能相比差異較大，棉纖維較短，而Kevlar纖維整齊度差，如果采用棉包混合法，在紡制過程中不但飛花增多、機(jī)械效率低，而且棉纖維向內(nèi)轉(zhuǎn)移、Kevlar纖維向外轉(zhuǎn)移，最終導(dǎo)致各組分纖維徑向分布不勻，從而影響紗線品質(zhì)。因此，可以采用條混即分別將Kevlar纖維和棉纖維成條，再在并條機(jī)上條混，這樣既保證了準(zhǔn)確的混合比，又能達(dá)到混合均勻的目的。以提高混紡紗性能為重點(diǎn)，圍繞最終混紡面料的功能性進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)、篩選，可達(dá)到預(yù)期效果的具體工藝流程如下。

Kevlar纖維：預(yù)處理→DSOp-01型開松機(jī)→DSCa-01-D梳棉機(jī)→DSDr-01型并條機(jī)→Kevlar預(yù)并條；

棉纖維：DSOp-01型開松機(jī)→DSCa-01-D梳棉機(jī)→DSDr-01型并條機(jī)→棉預(yù)并條；

混合紡紗：Kevlar預(yù)并+棉預(yù)并→DSRo-01型粗紗機(jī)→DSSp-01型細(xì)紗機(jī)→DSTw-01型并捻聯(lián)合機(jī)。

3 紡紗主要技術(shù)措施

3.1 Kevlar纖維預(yù)處理

對(duì)Kevlar纖維進(jìn)行預(yù)處理，以確保紡紗順利。

本實(shí)驗(yàn)將抗電劑SN配制成5%的溶液，根據(jù)纖維的用量，按噴后纖維含水量23% ～ 24%計(jì)算噴灑量，均勻噴灑在纖維表面。并用塑料膜嚴(yán)密包裹，使抗電劑充分進(jìn)入纖維內(nèi)部，放置24 h，在纖維含水率達(dá)20%左右時(shí)上機(jī)生產(chǎn)。

3.2 開清

由于Kevlar纖維長度長、強(qiáng)力大、伸長小、雜質(zhì)少，在DSOp-01型數(shù)字式小樣開松機(jī)上宜采用“薄喂多松、多梳少落”的工藝原則。可以人工操作重復(fù)經(jīng)過開松機(jī)，加強(qiáng)穿刺開松效果，同時(shí)采用較低轉(zhuǎn)速，以減少對(duì)纖維損傷。棉纖維長度短、強(qiáng)度低，故在開清工序時(shí)采用“薄喂輕打、早落少碎”的工藝原則，各轉(zhuǎn)速盡量較低，以防止纖維過度損傷。

3.3 梳棉

Kevlar纖維的梳棉工藝應(yīng)遵循“中定量、大隔距、多分梳”的原則，生條定量不宜過大，以保證分梳效果；刺輥轉(zhuǎn)速適當(dāng)降低，減少對(duì)纖維損傷；刺輥與錫林的轉(zhuǎn)速比適當(dāng)增大，道夫與錫林的隔距適當(dāng)縮小，有利于梳棉過程中纖維轉(zhuǎn)移。Kevlar纖維梳棉工藝的主要參數(shù)配置為：錫林轉(zhuǎn)速450 r/min，刺輥轉(zhuǎn)速900 r/min，總牽伸倍數(shù)92.78，定量24.95 g/5 m。棉纖維梳棉工藝采用“輕定量、小隔距、慢轉(zhuǎn)速”的原則，主要參數(shù)配置：錫林轉(zhuǎn)速347 r/min，刺輥轉(zhuǎn)速640 r/min，總牽伸倍數(shù)99.82，定量23.19 g/5 m。

3.4 并條

在Kevlar纖維的預(yù)并工藝中，為避免產(chǎn)生繞羅拉和纏膠輥的現(xiàn)象，出條速度不宜過大，此外Kevlar纖維摩擦因數(shù)較大，導(dǎo)致纖維牽伸力較大，故采用加重壓、大隔距的措施，以保證足夠的牽伸力和握持力，纖維轉(zhuǎn)移運(yùn)動(dòng)相對(duì)平穩(wěn)。Kevlar預(yù)并采用 8 根喂入，總牽伸倍數(shù)7.98，預(yù)并條定量為20.84 g/5 m。為防止混并使羅拉鉗口對(duì)兩種纖維條子的握持力不一致而惡化條干，棉纖維預(yù)并定量設(shè)計(jì)與Kevlar纖維預(yù)并相同，以提高混條質(zhì)量。

條混工藝采用 2 道各 8 根混合方式。頭道并條兩種纖維各 4 根預(yù)并條間隔排列喂入，由于Kevlar纖維初始模量大，所以參數(shù)配置上頭道牽伸倍數(shù)偏大掌握，避免熟條發(fā)硬的問題出現(xiàn)。此外，生產(chǎn)過程中對(duì)膠輥進(jìn)行酸處理、抗靜電劑擦洗或表面樹脂涂層處理，可有效減少返花、繞花現(xiàn)象?；觳⒐ば騾?shù)配置：頭道定量19.67 g/5 m，總牽伸倍數(shù)8.5，后區(qū)牽伸倍數(shù)1.65；二道定量19.59 g/5 m，總牽伸倍數(shù)8.18，后區(qū)牽伸倍數(shù)1.30。

3.5 粗紗

雖然Kevlar纖維長、抱合差，較大的捻系數(shù)可以防止細(xì)紗工序斷頭、減小意外伸長，但考慮到混紡比例占50%的Kevlar纖維成紗強(qiáng)力臨界捻系數(shù)小，所以粗紗捻系數(shù)不易過大為好；配置較小的后區(qū)牽伸，同時(shí)放大后區(qū)隔距，以加強(qiáng)對(duì)牽伸區(qū)中纖維的控制，避免“硬頭”出現(xiàn)；Kevlar纖維摩擦因數(shù)大，牽伸力易大于握持力，此外與棉纖維長度差異較大，采用較大羅拉加壓可以有效地控制牽伸中纖維運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過多次試驗(yàn)后在盡量保證條干質(zhì)量的前提下選出適宜的參數(shù)：粗紗捻系數(shù)73，定量選為5.57 g/10 m，后區(qū)牽伸倍數(shù)1.21，錠翼轉(zhuǎn)速1 000 r/min，羅拉加壓120 N × 200 N× 150 N × 150 N時(shí)較適宜。

3.6 細(xì)紗

細(xì)紗是紡紗過程中最后一道工序，細(xì)紗工藝的合理配置對(duì)成紗質(zhì)量至關(guān)重要。由于纖維原料蓬松、抱合力較小，經(jīng)過 3 道并合，細(xì)紗工序中車速宜較低，捻系數(shù)適當(dāng)較大，可以改善粗紗的條干不勻?？紤]到成品紗線的用途，有必要進(jìn)一步采取以下措施：采用內(nèi)花紋膠圈減少滑溜；選用高彈性低硬度的膠輥，有效控制纖維運(yùn)動(dòng)，提高成紗質(zhì)量；減小后區(qū)牽伸倍數(shù)；合理配置鋼領(lǐng)、鋼絲圈，并及時(shí)更換，以減少毛羽。細(xì)紗工序參數(shù)配置：定量2.62，捻系數(shù)300，后區(qū)牽伸1.25，錠子轉(zhuǎn)速 1 萬r/min，羅拉加壓150 N × 120 N × 140 N。采用上述系列優(yōu)化工藝即可紡制成27.9 tex 50/50 Kevlar/棉混紡機(jī)織紗，成紗質(zhì)量達(dá)到較好的效果。質(zhì)量指標(biāo)為：百米重量CV值2.8%，單紗斷裂強(qiáng)力CV值6.5%，斷裂強(qiáng)度27.25 cN/tex，條干CV值15.2%，棉結(jié)18個(gè)/km，捻度56.42捻/10 cm，3 mm毛羽指數(shù)15。

3.7 絡(luò)筒

DSTw-01型并捻聯(lián)合機(jī)自帶電子式清紗器和自動(dòng)絡(luò)筒裝置，既可以利用無接頭紗提高織布質(zhì)量，又可減少紗疵。絡(luò)筒工序的參數(shù)配置：股線的捻系數(shù)為365左右，錠速8 500 r/min，捻向ZZS。紡紗過程中由于Kevlar纖維摩擦因數(shù)較大，不論混紡單紗還是股線都極易發(fā)生扭曲，因此在85 ℃中靜置40 min，重復(fù)定形兩次，可避免“小辮子”紗疵，達(dá)到定捻效果，為后道工序的順利進(jìn)行提供保障。

4 結(jié)語

（1）針對(duì)兩種或兩種以上纖維混紡，其關(guān)鍵技術(shù)是混合均勻、混合比精確，應(yīng)充分考慮各個(gè)纖維性能，合理選擇纖混、條混或多步混合。（2）Kevlar/棉纖維混紡紗的生產(chǎn)實(shí)踐證明，在數(shù)字式小樣棉紡設(shè)備上通過采用合理的工藝參數(shù)和技術(shù)措施，并保持良好的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，能夠紡制品質(zhì)較高的Kevlar/棉纖維混紡紗。（3）Kevlar纖維的介電因素較大，紡紗過程中不但應(yīng)對(duì)其進(jìn)行防靜電預(yù)處理，其他各工序也要采取措施，確保纖維間的抱合力，并順利轉(zhuǎn)移或牽伸。（4）Kevlar纖維開清、梳棉工序中相對(duì)濕度60%左右為宜，條混后每道工序相對(duì)濕度比純棉紡稍大，可有效避免出現(xiàn)纖維飛散、混條發(fā)毛、纏繞膠輥等現(xiàn)象。（5）用紡成的混紡機(jī)織紗試織帆布，面料呈現(xiàn)高強(qiáng)、吸濕、耐磨、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)良特性，并可以對(duì)其進(jìn)行阻燃、抗靜電等后處理，都可以取得很好的效果，其應(yīng)用前景非?？捎^。

參考文獻(xiàn)（略）