陳洲榕

（常熟協創(chuàng)紡織服裝技術有限公司，江蘇 常熟 215556）

近年來，隨著國家航空航天和國防軍工的高速發(fā)展，越來越多的高性能纖維得到極大應用，其中芳綸1414纖維由于優(yōu)越的熱防護性能，與芳綸1313纖維或其他高性能纖維混紡或純紡，應用前景廣闊。但由于芳綸1414纖維的一些特點，紡紗生產比較困難，加之對芳綸1414纖維特性認知不足，芳綸1414纖維產品品質不高，特別是纖維粉末多的難題，制約其快速發(fā)展與應用。為了解決這一難題，根據常熟協創(chuàng)紡織服裝技術有限公司生產芳綸1414纖維產品的實際情況，結合芳綸1414纖維的特點，經過一系列工藝調整和專件選配，很好地解決了芳綸1414纖維紡紗容易出現粉末的問題[1]。

1 原料性能

1.1 芳綸1414纖維性能

芳綸1414纖維是一種聚酰胺類纖維，化學名稱聚對苯二甲酰對苯二胺，是一種高性能的新型纖維，它的強度高、模量高，并能適應高溫和酸堿的環(huán)境，具有防火阻燃性能好和尺寸熱穩(wěn)定性好等優(yōu)良特性。

1.2 芳綸1414纖維物理特性

纖維長度一般使用38～51 mm，纖維細度1.67～2.78 dtex，拉伸斷裂強度在20 cN／dtex以上，回潮率5%～8%，纖維顏色為金黃色，不耐光，必須遮光保存。

2 生產工藝及過程控制點

2.1 生產流程

園盤抓棉機→混棉機→豪豬開棉機→FA046型振動棉箱清棉機→單打手成卷機→梳棉機→FA306A并條機（三道）→FA401粗紗機→FA507細紗機→意大利自動絡筒機→FA702并線機→XY398倍捻機→高溫蒸箱。

2.2 生產關鍵點控制與處理

芳綸1414纖維有極好的蓬松性，且易產生靜電，吸濕性差，紡紗過程中，纖維之間或纖維與機件之間相互摩擦，形成電荷集聚且靜電荷很難散去，從而發(fā)生纏繞刺輥、錫林、道夫、皮輥、羅拉等問題。一方面，紡紗進程困難，另一方面，即使紡紗進行下去，會產生粉末粗節(jié)等疵點，成品質量很差。其次，芳綸1414纖維原料生產廠家為了提高原料纖維的可紡性、降低紡紗生產難度，在纖維紡絲過程中加了一些化學助劑，造成纖維表面發(fā)黏，也影響紡紗進程，因此，必須對纖維預處理及工藝流程中的關鍵點進行控制。

2.2.1 芳綸1414纖維預處理

芳綸1414纖維有純紡的，但通常較多是與芳綸1313纖維混紡生產防護面料，混紡比例有5%、8%、23%、40%，常用是5%和8%。常熟協創(chuàng)紡織服裝技術有限公司通過多次摸索和試驗，根據所紡品種，稱出每盤上所需芳綸1414纖維的質量，手工扯散并打入一定量的水和抗電劑混合液，通過開松機開松后打入合毛倉庫，密封存放24 h以上，讓混合液充分地滲透到纖維中，回潮率控制在13%以上，從而提高纖維的抗靜電性，改善纖維的可紡性。

2.2.2 開清棉過程控制

芳綸1414纖維屬于化學纖維，特點是纖維長度一致性好、比較整齊、纖維長度好、回彈性好，優(yōu)點是束絲、并絲、硬絲無異物等特點，采用“精細抓棉、不落、多梳輕打、完全開松”的工藝原則。

園盤抓棉機工藝調整，抓棉打手每下降1.5～2.0 mm，刀片伸出肋條-3 mm；豪豬打手改為梳針式打手，速度控制在550 r/min左右；成卷機打手750 r/min左右，增大打手與塵籠風機轉速比；加大塵棒與打手間距，塵棒與塵棒之間隔距調到最小并用塑料布封閉，減少落物[2]。

控制好粘卷：（1）自制一加重鐵塊，加大了緊壓羅拉壓；（2）車頭改裝粗紗架裝上4～6根粗紗條，讓其均勻進入芳綸卷的內層；（3）將棉卷定量400 g調整為380 g；（4）用生頭板加強生頭控制，落卷時芳綸卷用塑料布包住并用塑料繩子捆好，碼放棉卷臺上用塑料布蓋好，方便下道工序使用。

控制芳綸卷的均勻程度：（1）采用一供一開清棉配置，即一臺園盤抓棉機供一臺成卷機，做到精細供應；（2）改造天平調節(jié)裝置，安裝新型棉卷自調均勻度儀，提高靈敏度；（3）調整棉箱的光電開關安裝高度，減少儲棉量，易于芳綸纖維的混合和開松。

2.2.3 梳棉過程控制

梳棉過程是紡紗生產過程的心臟，其工藝控制的好壞嚴重影響成紗質量，特別是芳綸1414纖維不耐磨，造成的損傷更大。80%芳綸1414纖維粉末由該工序產生，減少纖維損傷和粉末，提高芳綸1414纖維梳棉棉網清晰度，是梳棉過程中必須保證的關鍵問題。結合以往紡紗經驗，梳棉生產采用“適宜定量、中速度、較大隔距、適宜速比、快速轉移”的工藝原則。首先，針對芳綸1414纖維特性，選用好梳棉專件器材錫林、道夫、蓋板、刺輥針布。錫林針布選用針齒工作角較大、齒深淺、齒密小的針布；刺輥針布的選用考慮對纖維的穿刺和分割能力，選擇表面好光潔度的薄型刺輥針布；道夫針布的選用考慮易于快速轉移，減少返花造成芳綸1414纖維反復梳理形成粉末，選用密度小一些的針布；蓋板針布也選用針齒密謀較小的針布，最好是中間空的。為盡量減少對芳綸1414纖維的損傷，將給棉板整體墊高7 mm，放大給棉板與刺輥之間隔距，刺輥速度控制在600 r/min。錫林速度提高320 r/min左右，利于纖維從刺輥向錫林的順利轉移。

在不影響分梳效果的原則下，加大錫林與蓋板隔距，錫林與道夫隔距偏小掌握，以加快錫林上纖維順利向道夫轉移，使芳綸1414纖維不充塞錫林蓋板分梳區(qū)反復搓揉形成棉結和粉末。

2.2.4 并條過程控制

考慮并條混合均勻性，采用三道并條混和，頭道采用6根并合，二、三道采用8根并合，采取“重加壓、適宜隔距、變頻控制速度”的工藝原則。

由于芳綸1414纖維靜電較大，生產進程中很容易纏羅拉、繞膠輥、絨套粘花、圈條通道堵塞。為解決難題，采用防靜電涂料處理膠輥；加裝變頻器以方便調整前羅拉速度；加強班中操作管理，每班對圈條斜管通道及喇叭口用酒精擦洗兩遍，減少纖維中黏著物對通道影響，保證通道光潔；加大緊壓羅拉軸頭頸直徑和加壓環(huán)直徑，增大緊壓羅拉壓力，降低并條下筒定長并棉條筒中加墊著物等措施，控制圈條斜管堵塞現象，保證了芳綸條出條順利。

按照芳綸棉條定量大小選用喇叭口口徑，一般偏緊掌握；適當放大羅拉隔距，控制為16 mm×23 mm，調整彈簧，適當地增加搖架壓力，保證牽伸過程平穩(wěn)。并條過程牽伸采用順牽伸工藝路線，極大地減少了彎鉤纖維，控制好纖維的伸直平行度；頭并后區(qū)牽伸倍數控制在1.8倍，末并后區(qū)牽伸倍數控制在1.3倍左右。

2.2.5 粗紗過程控制

考慮粗紗與細紗牽伸匹配及供應，粗紗過程采用“中定量（6.0 g/10 m）、適宜加壓、適宜捻系數、中速度（730 r/min）、較大羅拉隔距（24 mm×30 mm×40 mm）的工藝原則。其膠輥和膠圈應用抗靜電抗纏繞免處理膠輥膠圈，減少生產過程纏繞皮輥皮圈。

2.2.6 細紗過程控制

細紗生產過程也是容易磨傷芳綸1414纖維、產生粉末的一個關鍵點，控制好細紗生產過程對紡好芳綸1414紗線，減少粉末十分重要。細紗工藝過程采用“較大加壓、大后區(qū)隔距、小后區(qū)牽伸、強控制”的工藝方案和選用細紗專件器材相配合的工藝準則。

羅拉隔距30 mm×62 mm，后區(qū)牽伸1.21倍。鋼絲圈鋼領的適配應用對芳綸1414纖維影響比較大，運行中高溫的鋼絲圈與芳綸1414纖維接觸后，會使纖維表皮受到傷害脫落，在鋼領板上會出現粉末，極大影響芳綸1414紗線外觀。解決這個問題需要降低鋼絲圈溫度，6903型鋼絲圈散熱較快、溫度低、紗的回轉通道比較光滑、與紗摩擦較小，很好地解決了粉末問題；同時選用較重的1—2號鋼絲圈解決了氣圈過大，撞隔紗板形成毛羽紗的問題；采用比較耐磨的鍍鉻鋼領與鋼絲圈配合解決了鋼領不耐磨產生粉末的問題；對紡紗通道專件導紗鉤進行優(yōu)化，選用小直徑高耐磨的新型導紗鉤，一方面減少對紡線的磨損，另一方面保證自身不被磨壞起槽損毛紗線，保持通道光滑，以壓縮氣圈直徑，降低細紗斷頭。

上下銷的選擇上重在加強浮游區(qū)纖維控制，采用紡中長化學纖維的專用下銷和上銷，縮短了浮游區(qū)長度，控制了纖維的自由運動，提高了紗線條干和強力。為解決牽伸和控制的矛盾，防止生產過程中出現牽不開出“橡皮紗”現象，適當調高了搖架加壓，并換用硬度70以上的抗纏防繞膠輥，其上下皮圈也用抗纏防繞膠圈，并將膠圈鉗口隔距放大一檔。同時，根據車間溫濕度的大小適時調整粗紗捻系數的大小等工藝方法解決牽伸力與強控制問題，從而保證了細紗生產過程及成紗質量水平。

2.2.7 絡筒工序

由于芳綸1414纖維靜電現象嚴重，采用金屬槽筒減少纏繞和紗線損傷，在保證筒子成形良好的條件下，槽筒轉速比紡棉產品低10%～15%，張力偏小控制，每班揩洗紗條通道，確保其光潔、順滑，大大減少了粉末的產生。

考慮芳綸1414纖維的特性，生產現場濕度較大，清紗裝置采用光電式清紗器，參數的設置重在清除紗上棉結、粗細節(jié)、飛花附入。接頭方式采用空氣捻接器，特別是噴水式加捻器，清紗剪刀采用陶瓷的，每班檢查捻接效果，并做好捻結器清潔，保證捻結效率和效果[3]。

2.2.8 并筒工序

采用金屬槽筒，減少紗線纏繞，并紗速度采用中速，張力偏大掌握。操作過程中輕拿輕放，保持好現場清潔，防止飛花與粉末附入筒子中，落下筒子放入落紗車并用布蓋好。

2.2.9 倍捻工序

采用抗纏繞槽筒，速度偏低控制，一般錠速在6 400～7 000 r/min，防止錠速過高磨損紗線形成粉末，每班做好筒紗架、通道、錠貫中筒紗表面清潔。落下筒子放入落紗車中用布蓋好。

2.2.10 蒸箱定型工序

由于芳綸1414纖維磨量大，其紗線加捻后扭曲很大，單紗和股線打扭厲害，如果不進行定型處理，全部是小辮紗，后道工序無法正常。故而采用加熱定型處理，單紗和股線分別進行。細紗機單紗下來后送入高溫蒸箱在96 ℃真空下進行1 h定型；倍捻機股線下來后，高溫蒸箱在110 ℃真空下進行1 h定型；穩(wěn)定其形態(tài)，減少打扭。

2.2.11 紡紗環(huán)境的控制

紡紗生產環(huán)境的控制：（1）不同品種機臺分割，減少不同顏色和性能的產品交叉污染；（2）生產現場溫濕度調控。芳綸1414纖維生產進程中對溫濕度的變化比較敏感，偏高偏低都會生產進程和產品質量。溫濕度偏低，生產中靜電現象嚴重，芳綸1414纖維大量吸附在回轉機件及器材的表面，導致纖維纏棉卷羅拉、刺輥、繞錫林、道夫掛花棉網破網、轉移不暢、絨布帶花、皮輥帶花、成條蓬松堵圈條盤和粗節(jié)棉結疵點增加等問題；溫濕度偏高，芳綸1414纖維表面水分增大，開松和梳理不好，同樣造成纏繞皮輥皮圈和羅拉。

生產車間機臺分割控制。根據芳綸1414纖維的特點，生產車間建立之時，在機臺配置和生產流程布局時就考慮了按纖維特性進行安排機臺和生產流程，分為淺色、混合色、深色3套流程。各個生產流程之間采用硬隔斷和軟隔斷相結合，確保產品不串色，為了保持冬天生產現場溫度，在梳棉、并條、粗紗、細紗工序采用塑料薄膜搭棚，很好地保證了溫度。

溫濕度控制。芳綸1414纖維對溫濕度比較敏感，溫度低不好生產、濕度低也不好生產。一般較高溫高濕比較好，特別是梳棉、并條兩工序。做法是全車間噴霧加濕和局部加濕器加濕相結合，清花棉臺采用移動加濕器加濕；梳棉工序采用加壓罐噴霧空中加濕；并條采用移動加濕器加濕；粗紗采用移動加濕器加濕；細紗采用車間噴霧加濕和地面灑水相結合，生產現場溫濕度調控比較好。生產過程中，各工序溫濕度采用較高掌握，生產比較順利，纏繞現象很少，梳棉工序溫度20 ℃以上，相對濕度70%以上；并條工序溫度22 ℃以上，相對濕度65%以上；粗紗工序溫度22 ℃以上，相對濕度63%以上；細紗工序溫度26 ℃以上，相對濕度60%以上。芳綸1414纖維加有抗靜電油劑，較高的溫濕度還能保證油劑發(fā)揮最好的效果，各紡紗通道運行通暢，保證生產過程順利，極大地減少了飛花、毛羽、粉末。

3 結語

通過對芳綸1414纖維的試生產，加深了對芳綸1414纖維特性的認識，并按照上面所述工藝流程及專件選配和控制，芳綸1414纖維不耐磨、容易產生粉末問題是可以解決的。雖然紡紗過程還有一些波動，但在生產進行中，只要充分認識芳綸1414纖維的特性和特點，充分進行纖維加濕預處理；各工序環(huán)境控制及關鍵點工藝控制；優(yōu)選各工序的工藝參數，最大限度地減少纖維磨損和損傷；保持各紡紗通道的光潔和半成品轉移通暢；優(yōu)選適宜的紡紗專器件；保持較高的溫度和濕度，芳綸1414纖維容易出粉末的問題就能得到很好的解決，芳綸1414纖維就能順利紡出各項指標均達到要求的紗線，滿足不斷擴大的安全防護領域對高性能防護紗線的需求。