賀文婷 李向東 劉 琳

（1.中國(guó)棉紡織行業(yè)協(xié)會(huì)，北京，100020；2.德州華源生態(tài)科技有限公司，山東德州，253000）

二醋酸纖維是一種無(wú)毒無(wú)味、熱穩(wěn)定性好的再生纖維素纖維，安全環(huán)保，用二醋酸纖維制備的織物手感柔軟、干爽挺括、透氣性好，且速干、無(wú)靜電吸附，在紡織服裝方面有很好的應(yīng)用前景。醋酸纖維是典型的低強(qiáng)度纖維，必須與其他纖維混紡才能成紗，目前國(guó)內(nèi)將二醋酸短纖維成功用于紡紗原料的案例較少。

莫代爾纖維具有順滑柔軟的觸感，將其與二醋酸纖維混紡可以發(fā)揮各自在力學(xué)、外觀等方面的不同表現(xiàn)從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。其中，二醋酸纖維含量越高，面料的速干性越好，但由于單纖維強(qiáng)力較低，由此帶來(lái)的紡紗、織造難度也增加。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在莫代爾與二醋酸纖維混紡面料中，當(dāng)二醋酸纖維的含量在30%以上時(shí)，可獲得較好的吸濕速干性。

噴氣渦流紡具有品種適應(yīng)范圍廣、產(chǎn)量高、用工少等優(yōu)點(diǎn)，是一項(xiàng)新型紡紗技術(shù)，紡制的紗線屬于包纏型皮芯結(jié)構(gòu)，外包纖維通過(guò)加捻包纏芯紗形成紗線。該技術(shù)相對(duì)傳統(tǒng)環(huán)錠紡雖然發(fā)展時(shí)間相對(duì)較短，但勢(shì)頭迅猛，主要特點(diǎn)：一是成紗機(jī)理與環(huán)錠紡不同，紡紗流程較短；二是屬于半自由端紡紗，具有高速、高產(chǎn)、高效的特點(diǎn)；三是設(shè)備智能化、自動(dòng)化程度較高，綜合經(jīng)濟(jì)效益較好；四是紡制的紗線具有毛羽少、染色性能和耐磨性好等優(yōu)點(diǎn)，市場(chǎng)應(yīng)用前景廣，是服飾、家紡產(chǎn)品的理想材料。利用噴氣渦流紡技術(shù)將莫代爾與二醋酸纖維混紡可制成吸濕速干、毛羽少、柔軟細(xì)膩的紗線。

本研究以莫代爾/二醋酸纖維60/40 14.8 tex噴氣渦流紗為例，將具體的生產(chǎn)研發(fā)過(guò)程介紹如下。

1 纖維原料

莫代爾纖維長(zhǎng)度39 mm，線密度1.0 dtex，公定回潮率9.54%，斷裂強(qiáng)度3.2 cN/dtex，斷裂伸長(zhǎng)率13.7%，體積比電阻7.1×108Ω·cm，濕干強(qiáng)比為50%，模量50.81 cN/dtex。

二醋酸纖維長(zhǎng)度38 mm，線密度1.2 dtex，公定回潮率6.78%，斷裂強(qiáng)度1.4 cN/dtex，斷裂伸長(zhǎng)率26.93%，體積比電阻5×107Ω·cm，模量23.47 cN/dtex。

2 工藝流程

原料預(yù)混和→A002型圓盤(pán)抓棉機(jī)→A035B型混開(kāi)棉機(jī)→FA106A型梳針打手開(kāi)棉機(jī)→CFA177型清梳聯(lián)喂棉箱→FA231A型梳棉機(jī)→TMFD81型并條機(jī)→TMFD81型并條機(jī)→TMFD81L型并條機(jī)→VORTEX 870型噴氣渦流紡紗機(jī)

3 紡紗工藝分析及技術(shù)措施

3.1 原料的預(yù)混和

由于二醋酸纖維與莫代爾纖維性能不同，且為了盡量減小加工工序?qū)w維的損傷，包混的方式更適合該產(chǎn)品［1］。而莫代爾纖維打包較為密實(shí)，需要加強(qiáng)開(kāi)松，與二醋酸纖維的柔性加工形成矛盾，因此先將莫代爾纖維進(jìn)行預(yù)開(kāi)松，再將預(yù)開(kāi)松后的莫代爾纖維與二醋酸纖維進(jìn)行混和后再投入生產(chǎn)。這樣可以使兩種纖維混和更均勻，避免梳棉過(guò)程中大量棉結(jié)的存在和短絨的出現(xiàn)。

3.2 清梳聯(lián)工序

為減少纖維損傷，清梳工序應(yīng)采取輕梳理的工藝原則。各打手速度適當(dāng)降低，各握持隔距適當(dāng)增大。其中，A035B型混開(kāi)棉機(jī)只經(jīng)過(guò)平行打手，F(xiàn)A106A型開(kāi)棉機(jī)采用梳針打手，打手速度420 r/min，梳棉機(jī)錫林針布型號(hào)AC2030×01650，道夫針布型號(hào)AD4030×02090，刺輥針布型號(hào)AT5610×05611，蓋板針布型號(hào)520（化纖型）。錫林與道夫隔距偏緊掌握，棉網(wǎng)張力偏大選擇。

3.3 并條工序

并條工序采用三道并合，在確保二醋酸纖維與莫代爾纖維充分混和的同時(shí)，保證喂入到噴氣渦流紡工序的條子中以后彎鉤纖維為主，且較大的牽伸倍數(shù)有利于消除條子中的后彎鉤纖維。羅拉隔距偏大設(shè)置，同時(shí)為避免纏繞膠輥和羅拉現(xiàn)象的發(fā)生，并條工序相對(duì)濕度提高約5個(gè)百分點(diǎn)，必要時(shí)在設(shè)備周?chē)友b加濕棚，避免纖維中水分的散失，以減少飛花。

3.4 噴氣渦流紡工序

噴氣渦流紡紗線大約由50%～60%的芯纖維和40%～50%的包纏、浮游纖維組成，紗線由芯纖維和包纏纖維兩部分組成，具有明顯的雙層結(jié)構(gòu)，芯纖維處在紗線結(jié)構(gòu)的中心位置，呈平行伸直狀態(tài)，包纏纖維緊密包纏在芯纖維的外圍。利用模量相差較大纖維抗彎剛度的不同，即在高速旋轉(zhuǎn)加捻氣流作用下內(nèi)外轉(zhuǎn)移規(guī)律的差異，實(shí)現(xiàn)模量較大即抗彎剛度較大的纖維原料趨于分布在紗體中心，呈平行伸直狀態(tài)，構(gòu)成芯纖維，模量較小即抗彎剛度較小的纖維原料趨于包纏在紗體外圍。莫代爾纖維的剛度大于二醋酸纖維的剛度，所以，莫代爾纖維趨向于紗體的中心，二醋酸纖維包纏在紗體表面，使紗線呈現(xiàn)出柔軟、細(xì)膩及舒適的外觀特性。

噴氣渦流紡紗線外表包纏纖維和芯纖維的有效控制主要受纖維原料、紡紗速度、紡錠規(guī)格、噴嘴氣壓等工藝影響。為判斷噴氣渦流紡紗線中纖維的轉(zhuǎn)移分布規(guī)律，采用漢密爾頓轉(zhuǎn)移指數(shù)分析法測(cè)試二醋酸纖維對(duì)莫代爾纖維的包纏率。與環(huán)錠紡紗線相比，噴氣渦流紡紗線的加捻程度不能由捻回?cái)?shù)來(lái)表征，而是需要通過(guò)紗線的耐磨性能來(lái)衡量。本試驗(yàn)采用村田公司的噴氣渦流紡紗線耐磨儀測(cè)試紗線耐磨性能。

3.4.1 包纏率

皮層的主要作用在于保證紗線優(yōu)良的外觀及服用性能得到充分體現(xiàn)，芯層的主要作用決定了紗線的強(qiáng)力等機(jī)械性能。為確定最合適的噴氣渦流紡工藝，進(jìn)行了正交試驗(yàn)（見(jiàn)表1、表2），分析噴嘴氣壓（A）、喂入比（B）、紡紗速度（C）等主要工藝參數(shù)的變化對(duì)紗線包纏（漢密爾頓指數(shù)M）的影響，以達(dá)到二醋酸纖維最大程度包纏在紗線外層，莫代爾纖維最大程度分布在內(nèi)芯的效果。

表1 試驗(yàn)因素水平表

表2 試驗(yàn)方案及結(jié)果

對(duì)噴氣渦流紡紗的試驗(yàn)分析如下。

（1）當(dāng)喂入比和紡紗速度一定時(shí)，噴嘴氣壓越大導(dǎo)致纖維繞空心錠子旋轉(zhuǎn)的平均角速度增加，平均包纏角越大，單位長(zhǎng)度內(nèi)包纏纖維的包纏次數(shù)越多。受纖維剛性影響，二醋酸纖維更趨于分布在紗線的外圍。一定范圍內(nèi)增大噴嘴氣壓對(duì)提高包纏的比例有利，但需考慮氣壓過(guò)大將造成加捻腔中纖維的抽拔增加，反而使成紗強(qiáng)力降低。

（2）當(dāng)噴嘴氣壓和紡紗速度一定時(shí)，喂入比越大，纖維在加捻腔中受到的旋轉(zhuǎn)氣流的作用時(shí)間越短，包纏纖維包纏次數(shù)越少，紗線表觀捻度越小，紗線越柔軟。在一定范圍內(nèi)增大喂入比對(duì)提高紗線手感有利，但是需要考慮喂入比過(guò)大會(huì)造成包纏纖維比例嚴(yán)重不足，從而造成弱捻紗的產(chǎn)生。

（3）噴嘴氣壓和喂入比一定時(shí)，紡紗速度越大導(dǎo)致自由尾端纖維在加捻腔中停留的時(shí)間變短，平均包纏角越小，單位長(zhǎng)度內(nèi)包纏纖維的包纏次數(shù)越少，紗線表觀捻度減少，不利于提高成紗強(qiáng)力。但是紡紗速度過(guò)低，將影響紡紗效率，實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)在兼顧紗線質(zhì)量前提下盡量提高紡紗速度。

由表2可以看出，方案4和方案7的漢密爾頓指數(shù)M相對(duì)最高，說(shuō)明二醋酸纖維在紗線外層包纏效果相對(duì)最佳?？紤]到紡紗企業(yè)產(chǎn)能和經(jīng)濟(jì)效益的因素，綜合得出最合適的工藝參數(shù)為噴嘴氣壓0.5 MPa，喂入比0.96，紡紗速度360 m/min。所紡制的紗線橫截面纖維鏡片見(jiàn)圖1，其皮層包纏纖維的漢密爾頓指數(shù)M為35.56%。

圖1 紗線橫截面纖維分布圖

3.4.2 紗線耐磨性

3.4.2.1 紡錠試驗(yàn)

紡錠規(guī)格是指紡錠入口的內(nèi)徑，噴氣渦流紡空心錠內(nèi)徑減小，纖維束膨脹分散產(chǎn)生自由端纖維的空間越大，同時(shí)增加了高速旋轉(zhuǎn)氣流對(duì)纖維的加捻機(jī)會(huì)，導(dǎo)致紗線纖維間的摩擦增大，出現(xiàn)緊包纏，從而提高紗線緊密度。內(nèi)徑的大小與紗線的手感和耐磨有關(guān)，內(nèi)徑越小，紗線會(huì)越緊密、手感硬挺、耐磨性好［2］。圖2為紗線耐磨性隨紡錠內(nèi)徑變化曲線。

圖2 紗線耐磨性隨紡錠內(nèi)徑變化曲線

由圖2可知，在紡錠內(nèi)徑為1.0 mm、1.1 mm時(shí)，其耐磨性能一樣，隨著紡錠內(nèi)徑的增加，耐磨性能降低，所以選擇內(nèi)徑為1.1 mm的紡錠。

3.4.2.2 前羅拉鉗口與空心錠子入口的距離

圖3為紗線耐磨性隨前羅拉鉗口與空心錠子入口距離變化曲線。前羅拉鉗口與空心錠子入口距離越短，自由尾端纖維越短，芯纖維則越長(zhǎng)。芯纖維越長(zhǎng)，受到噴氣渦流紗紗體的握持力越大，旋轉(zhuǎn)氣流對(duì)進(jìn)入噴氣渦流紗紗尾的芯纖維抽拔越困難，從而包纏纖維比例減少，紗線耐磨性越差。隨著前羅拉鉗口與空心錠子入口距離的增加，紗線耐磨性能提高，但距離過(guò)大會(huì)造成纖維落率增加［3］。綜合考慮紗線耐磨性與纖維落率，前羅拉鉗口與空心錠子入口距離確定為21 mm。

圖3 紗線耐磨性隨前羅拉鉗口與空心錠子入口距離變化曲線

4 紗線指標(biāo)

莫代爾/二醋酸纖維60/40 14.8 tex噴氣渦流紗斷裂強(qiáng)力C V 8.6%，重量C V 1.02%，單紗斷裂強(qiáng)度11.1 cN/tex，重量偏差+0.03%，條干C V 13%，棉結(jié)30個(gè)/km，十萬(wàn)米紗疵4.2個(gè)。參照FZ/T 12039—2013《噴氣渦流紡粘纖純紡及滌粘混紡本色紗》，所紡噴氣渦流紗質(zhì)量達(dá)到優(yōu)等品水平。該紗主要應(yīng)用于T恤休閑服、家居服等，二醋酸纖維的使用彌補(bǔ)了渦流紡紗線做貼身衣物硬板、干澀的缺點(diǎn)，消費(fèi)者穿著后普遍反映面料柔軟、吸濕速干又不失骨感，穿著舒適不易起球。

5 結(jié)語(yǔ)

紡制二醋酸纖維產(chǎn)品時(shí)，需要注意纖維強(qiáng)力低的特點(diǎn)，采用莫代爾纖維與其混紡，可實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。紡制莫代爾/二醋酸纖維60/40 14.8 tex噴氣渦流紗，在清梳工序宜采取輕梳理的工藝原則；梳棉工序針布采用淺齒配置，以減少纖維的損傷；噴氣渦流紡工序注重紡紗速度的優(yōu)化，科學(xué)配置噴嘴氣壓、喂入比、紡紗速度和紡錠規(guī)格。通過(guò)各項(xiàng)技術(shù)措施的實(shí)施，成功生產(chǎn)莫代爾二醋酸纖維噴氣渦流混紡紗，成紗質(zhì)量滿足后道加工的要求。