中空高導(dǎo)濕纖維紡紗實踐

施宋偉

(福建長源紡織有限公司，福建 長樂 350212)

性能優(yōu)異的高導(dǎo)濕纖維面料被人們稱作“會呼吸的面料”，是國內(nèi)外各大著名運動服飾、休閑時裝面料的首選。高導(dǎo)濕面料所用紗線采用異形纖維紡制，如美國杜邦公司十字形四溝槽截面的“Coolmax”系列高導(dǎo)濕纖維、日本東洋紡織公司的“Y”型三葉片截面高導(dǎo)濕纖維、韓國曉星公司的苜蓿草四葉狀“Aerocool”系列高導(dǎo)濕纖維。而導(dǎo)濕、保暖、輕便效果最佳的圓形中空纖維，一直被定義為“不可紡材料”，僅作為填充料使用，這既有纖維制造不完善的原因，也有紡紗難度較大的壁壘。2020年9月，福建長源紡織有限公司、東華大學(xué)和嘉興學(xué)院聯(lián)手攻克難關(guān)，采用南京東華纖維技術(shù)發(fā)展有限公司的中空高導(dǎo)濕纖維(porel)紡紗并織成面料，以“全氣候熱濕舒適紗線設(shè)計與制造關(guān)鍵技術(shù)”為課題，加工出了性能優(yōu)異的高導(dǎo)濕服裝面料，獲得了中國紡織工業(yè)聯(lián)合會科技進步二等獎。

1 中空纖維特性分析

1.1 成品質(zhì)量指標

“全氣候熱濕舒適紗線設(shè)計與制造關(guān)鍵技術(shù)”課題，為中空纖維熔融紡絲建立了動力學(xué)數(shù)學(xué)模型及公式，并對中空微孔聚酯纖維影像圖進行分析。中空纖維成品質(zhì)量指標見表1。

表1 中空纖維成品質(zhì)量指標

1.2 特點

中空纖維的特點：① 強力低，斷裂強度為3.8 cN/dtex，只有普通滌綸纖維斷裂強度的1/2；② 特殊的管狀結(jié)構(gòu)，使纖維在梳理中易受損傷，牽伸過程中易 “脆斷”；③ 具有“小化纖”特性。一般情況下，正規(guī)大廠的化纖被稱為“大化纖”，反之則為“小化纖”?！靶』w”的不良纖維特性有：油劑噴灑不勻、超長倍長纖維超標(大于0.5%)、硬并絲等纖維疵點多、抗靜電能力差、纖維卷曲度不足等。

2 主要工藝技術(shù)

2.1 工藝流程設(shè)置

主要工藝流程：原料檢驗→JWF1012型往復(fù)式抓棉機→JWF1024型多倉混棉機→JWF1126型開棉機→JWF1204A型梳棉機→HSD961型并條機(一并)→HSD961型并條機(二并)→DV2-AL型并條機(末并)→FA467E型粗紗機→DTM1129型細紗機→Polar E型自動絡(luò)筒機。

2.2 梳理器材選用

中空纖維與滌綸纖維相比，其斷裂強度低、容易脆斷、不適宜梳理、可紡性比較差，在梳棉工序要防止中空纖維被打斷，又要預(yù)防纖維受損在后道牽伸工序中被拉斷。為解決上述問題，優(yōu)選梳理器材是關(guān)鍵。因此，采用AT5020×05032VD-36型刺輥金屬針布齒條，其較大的穿刺角及齒密可減少纖維損傷；配套格拉夫錐齒型錫林金屬針布，減少梳理過程中對中空纖維的損傷。

針對低強力細特纖維設(shè)計的格拉夫錐齒型錫林金屬針布齒條，采用高耐磨合金鋼絲制造，使用壽命長。特殊的錐齒齒型既提高了針布的抗軋能力，又不易損傷、充塞和嵌花，有利分梳并減少纖維損傷，對纖維的柔性梳理能降低半成品的短絨含量[1]。該錫林針布的齒條基部寬為0.50 mm、齒頂寬不大于0.05 mm，穿刺、分梳能力強；860齒/(25.4 mm)2的大齒密，有利于對纖維的握持、分梳，能提高棉結(jié)排除率和纖維伸直度，減小齒部的磨損。

2.3 工藝設(shè)計要點

a) 刺輥速度由800 r/min降至600 r/min，可減小纖維被切斷的概率；錫林速度由350 r/min調(diào)整為330 r/min，以保證速度比。

b) 充分發(fā)揮前后固定蓋板、回轉(zhuǎn)蓋板與錫林針齒之間的自由梳理功能，緩解因刺輥降速造成的梳理度不足[2]。

c) 道夫轉(zhuǎn)速降低從而使梳棉機出條速度從160 m/min降為130 m/min，增加了纖維在錫林—蓋板間的梳理時間，緩解因刺輥降速造成的梳理度不足[3]。

d) 試紡發(fā)現(xiàn)，并條羅拉上方有較多短絨堆積，表明有纖維被拉斷，故做如下調(diào)整：①并合根數(shù)由6×6×8調(diào)整為6×6×6；② 采取“順牽伸”工藝，保證條干均勻度；③ 降低出條速度至260 m/min，防止纖維被拉斷；④ 適當提高并條機后牽伸倍數(shù)，頭并為1.82倍、二并為1.41倍、末并為1.33倍，防止纖維在前區(qū)被拉斷；⑤ 適當放大并條機羅拉隔距為12 mm×13 mm×18 mm。

e) 適當放大粗紗、細紗主牽伸區(qū)隔距，預(yù)防纖維被拉斷。調(diào)整粗紗羅拉隔距為12 mm×24 mm×35 mm，細紗羅拉隔距為18.5 mm×36 mm。

f) 優(yōu)選粗紗捻系數(shù)為70，介于滌與棉之間，偏小掌握。

g) 針對“小化纖”的不良特性，可以采用預(yù)排包、預(yù)松包、定期抄針、噴灑抗靜電劑、溫濕度調(diào)節(jié)、與正常纖維混紡等系列措施進行改善。本案中對纖維進行預(yù)處理，并分別進行了中空纖維與粘膠混紡及精梳棉混紡。

3 紡紗方案與成紗質(zhì)量

選擇4種方案進行紡紗試驗：① 100%中空纖維紡18.2 tex紗；② 65%中空纖維與35%精梳棉混紡18.2 tex紗；③ 80%中空纖維與20%粘膠混紡18.2 tex紗；④ 40%中空纖維與60%粘膠混紡14.7 tex紗。

為了減少毛羽、改善條干，采用賽絡(luò)紡方式，其成紗質(zhì)量指標對比見表2。

表2 4種方案紡紗質(zhì)量指標對比

從表2數(shù)據(jù)可以看出：純中空纖維紡紗的千米細節(jié)、粗節(jié)、棉結(jié)指標均不理想；加入精梳棉、粘膠的混紡紗線在千米細節(jié)、粗節(jié)、棉結(jié)指標上都得到改善；80%中空纖維與20%粘膠纖維混紡，是中空纖維紡紗的理想結(jié)構(gòu)。

4 結(jié)語

4.1中空纖維強力低、易脆斷、純紡難度大，主要表現(xiàn)在梳棉回條多、制成率低，其混紡紗生活明顯改善，紡細號紗時需降低中空纖維比例。

4.2針對中空纖維的特性，在梳棉工藝設(shè)計中應(yīng)貫穿“減少握持打擊，柔性梳理，謹慎牽伸”的思路；同時，并條工藝的調(diào)整也不可忽略，否則并條工序中短絨增加嚴重,影響成紗質(zhì)量。

4.3優(yōu)質(zhì)的中空纖維，為開發(fā)全氣候熱濕舒適紗線奠定了基礎(chǔ)。經(jīng)工藝調(diào)整后的成紗外觀光潔、紗疵少、柔軟性好，各項指標均達到針織紗的標準，打破了“中空聚酯纖維不能紡紗”的壁壘，實現(xiàn)了諸多紡織人的夙愿。