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研究探讨干法腈纶纺纱工艺

摘要:本文针对干法腈纶的特点、应用及纺纱工艺,通过实验对干法腈纶的横截面、输水性能和染色性能进行了分析;通过生产实践,对纤维的纺纱工艺进行了研究。结果表明:干法腈纶柔软、保暖性好、穿着舒适、颜色鲜艳;在纺纱工艺中应采用低车速、轻定量、大隔距、小速比的工艺原则。

0前言

腈纶由于具有优良的柔软性、蓬松性和染色性等特点,与羊毛非常相似,而价格远较羊毛低,所以在纺织行业得到广泛的应用[1]。腈纶生产工艺多种多样,按纺丝成形技术划分,有干法纺丝腈纶(简称干法腈纶)和湿法纺丝腈纶(湿法腈纶)两种[2]。在采用干纺制造的腈纶生产品种转换更新灵活,纤维结构性能优于湿纺腈纶,适宜制作具有高附加价值的高档纺织制品,较能适应国际市场差别化、多样化、高级化的要求,具有较为广阔的发展前途[3]。


1·概述
1.1干法腈纶纤维特点介绍

干法腈纶纤维截面呈哑铃型,是由于纺丝溶剂蒸发有方向性。这种纤维截面使其具有一系列的优良性能[4]。


1.1.1纤维柔软、手感好

干法腈纶因其哑铃形的横截面使其在相同的纤度和取向度的条件下,沿着轴向弯曲的弯曲模量与湿法圆形截面的弯曲模量之比仅为0.52~0.54;纤维沿轴的弯曲模量约为圆形截面的二分之一。因此干纺腈纶富有柔软性,这一特点使其适合用于织造毛衣和袜类织物。


1.1.2纤维的蓬松性和保暖性好

与湿法纺丝技术相比,干法腈纶纤维有很多空隙,其原因是干法纺丝的技术凝固条件决定了单丝聚集比较松散。纤维之间的空隙使其织物中包覆较多的空气,纤维蓬松性好。干法腈纶覆盖面积大,纤维保暖性也较好,织物手感较丰满。与其他腈纶纤维相比,在相同条件下,干法腈纶蓬松性超过其他腈纶纤维7%~10%。干纺腈纶纤维的蓬松性使其在同样的覆盖能力,用量少,为用户节省了成本,有利于市场的推广。从某种程度来说,干纺腈纶是差别化腈纶纤维[5]。


1.1.3良好的输导性

干法腈纶截面的哑铃型截面使其纤维间空隙较多。这些空隙具有毛细管的效果,使干法腈纶疏导水和湿气的性能比棉疏散水分快2.5倍,有助于保持皮肤干燥舒适。


1.1.4优异的染色性能

干纺腈纶间断的生产工艺流程使共聚物或纤维可以充分地混合,使产品有极好的均匀性。干法腈纶染料所需的阳离子染料和分散染料染色在常压情况下不需载体,其暴露在紫外光下时能表现出优良的强度牢固性,这一特性对户外应用非常重要,在户外运动服装领域具有广阔的应用前景。


1.2干法腈纶纤维分类及用途[6]

(1)毛型短纤维:线密度为3.3~16.5dtex。毛型短纤维根据不同用途可以与多种纤维进行混纺。与羊毛混纺可生产绒线、毛毯;与涤纶混纺可生产仿毛型中长纤维织物;可生产腈纶毛毯、绒线、床罩、枕巾、地毯、窗帘;线密度9.9~16.5dtex的毛型短纤维可做人造毛皮、地毯等。


(2)棉型短纤维:线密度0.9~2.75dtex,可用于生产针织品,如棉毛衫裤、针织外衣、针织运动服等。


(3)复合腈纶纤维:由2种或2种以上组分复合制得具有永久螺旋卷曲性能的腈纶,毛型感强,可做各种绒线、毛毯、地毯等。


由于腈纶干纺纤维与湿纺纤维具有不同的性能特点,在纺织使用方面也有所不同。干纺纤维档次较高,适宜用于衣着方面,如毛线衣、平针织物、混纺织物、手编毛线、袜子等。湿纺纤维一般用于毛毯、地毯、人造毛皮、室内装饰等[7]


2·纺纱工艺
腈纶在加工过程中对温湿度的变化非常敏感。当室外条件和原料变化时,车间内必须及时调节温度、相对湿度,否则会出现粘卷、绕花等问题。

2.1清棉工序[9]

腈纶纤维的比重轻、蓬松、含杂少、伸长大等特点使其在纱线生产中可采取“多松少打、多梳少落、适当混和、防绕、防粘”的工艺原则。


干法腈纶与其他湿纺腈纶纤维相比,具有良好的蓬松性和弹性。在设定清棉机的速度应当充分考虑干纺腈纶的特点。对于不同批次的干纺腈纶纤维,在清棉工序中建议至少4包用作一个铺层,最好能达到6~8包作一个铺层,以此可以获得均匀的染色性能。回花使用比例小于10%。


2.2梳棉工序

腈纶纤维在纺纱过程中容易出现缠堵现象,为了尽可能减轻纤维损伤,可采取“大隔距、重加压、轻定量”的原则。腈纶在退卷时要使给棉辊和退卷辊、刺辊和给棉辊之间的张力适当,这样可以使纤维免受过度拉伸或皱折。刺辊和给棉板之间的距离要适当:隔距太小纤维容易损伤,并产生大量飞花,从而影响到纱线的最终强力。调整锡林与罩板、漏底、前上盖板的隔距,使纤维在充分梳理的情况下,不会产生过多的盖板花。纤维喂入量在开棉或梳理时要严格控制,纤维喂入量过多或受到超负荷拉力,容易使纤维卷曲消除,纤维间抱合力降低,最终导致棉网强度下降发生塌网、断网的情况。


干法腈纶纤维因其独特的纺丝工艺,使其在纺纱工序中与传统的腈纶工艺有许多不同:一是条子张力尽量低些,否则影响条子的均匀性;二是喇叭口尺寸尽量小些,使条子抱合较好;三是棉网张力过大,条子不匀,过小则条子隆起,过分蓬松,通过喇叭口时造成堵塞。


2.3并条工序

为使腈纶棉条握持力和牵伸力相适应,使纱条不匀减少,腈纶生产中皮辊加压比纺棉时增加20%~30%。并条机采用头道小、二道大的牵伸倍数配置工艺,并且后区的牵伸倍数头道大于二道。头道牵伸倍数小,有利于提高条干均匀度,二道牵伸倍数大有利于改善腈纶纤维的伸直平行度,提高腈纶针织纱的强力。


干法腈纶纤维本身的蓬松性使其在并条工序中发生圈条斜管堵塞的情况。采用增大圈条斜管的直径、斜管内壁尽量光滑、圈条口相对于条筒转盘速度提高等措施可以减少堵塞的情况。


2.4粗纱工序

干法腈纶短纤维粗纱工艺适用广泛,可在所有常规粗纱机和大牵伸粗纱机上进行加工。当使用可控的胶圈牵伸系统生产时粗纱会更加均匀。胶圈架尺寸大小由加工纤维的长度决定。制定合理的粗纱捻度可以增加干纺腈纶的可纺性。加捻过大时会导致出现松捻纱、起皱和不均匀牵伸,捻度过小粗纱在加工过程中易产生意外牵伸。


改进粗纱质量和效率的措施主要有:增大罗拉加压,以防止纤维打滑;罗拉间的隔距应比所纺纤维长度长3~6mm;必要时加大圈距以补偿纱的蓬松性;必要时采用大规格的凝棉导管和凝棉器;及时检查锭翼,防止锭翼压脚的磨损或表面粗糙生锈造成的粗纱不匀率增加、飞花过多附着在纱线中形成毛粒等现象出现。


2.5细纱工序

干法腈纶短纤维适用所有型号的细纱设备。当牵伸倍数为15~25倍时,可纺出较均匀的纱线。在具有双胶圈牵伸系统的纺机上,牵伸倍数可达40倍,后区牵伸倍数1.1~1.4倍。


由于干法腈纶对热十分敏感,当钢领和钢丝圈速度太高、有磨损或不合适时容易使纤维过热熔化。为了降低纱线与气圈环和隔纱板的摩擦,减少纱疵,所选钢丝圈断面需呈圆形,且质量要重。头数的多少可以通过试验断头数来确定。为避免钢丝圈被磨损致使纱线产生毛粒,钢丝圈工作时运行速度小于30m/s,运行时间不超过100h。


2.6络筒工序

由于腈纶静电现象严重,筒子成形困难,易出现大小头、蛛网等现象,可采取如下措施:(1)降低槽筒机速度;(2)适当增加张力垫圈质量;(3)采用金属槽筒。


干法腈纶纱线的络筒速度可达1000m/min。通过上蜡能最大限度地减少纱线损伤,降低针织纱络筒过程中断头率。此外,干法腈纶纱线比较稳定,一般不需汽蒸来定捻。


3·结语

干法腈纶纤维横截面呈“犬骨状”异形截面。纤维具有结构紧密、毛型感强、蓬松性好、手感丰满柔软、光泽柔和华贵等特点。可与羊毛、棉花混纺或纯纺,是精纺、粗纺、绒线、制毯、人造毛皮以及装饰织物的理想原料,特别适宜作高档纺织产品。


参考文献
[1]庞斌.DMF干法腈纶生产工艺[J].广东化纤.1997,(1):7~9.
[2]许杰文.干法异形腈纶纤维工业开发初探[J].当代化工.2002,31(3):142~143.
[3]于泉润等.DMF干法纺丝腈纶[M].工艺探讨.25~26
[4]任玲子.腈纶生产工艺[J].合成纤维工业.1997,17(1):58~60.
[5]段宗申.干纺腈纶工艺及纤维特性[J].中国学术期刊电子出版社.专题:36~37.
[6]牛梦珍.干纺腈纶在毛纺系统中的纺织后加工[J].毛纺织科技.2008,(4):38~40.
[7]MaupayFM,WetandDrySpinningAcrylicFiberprocessing,International
FiberJournal[J],2002,17(5),67~68
[8]毛雷,王林玉.腈纶纱线的开发及其工艺研究[J].化纤与纺织技术.2007,(3):14~15.
[9]牛梦珍,王丽艳.干法异形腈纶纤维的特点及其应用[J].棉纺织技术.2008,36(3):38~39.





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