纺纱工艺对洋麻/芳纶30/70纱线性能的影响

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摘要：在棉纺系统中分别使用盖板梳理机和罗拉梳理机得到洋麻/芳纶30/70混纺纱线。与盖板梳理机工艺流程相比，罗拉梳理机工艺流程使落麻率减小65.7%，纱线强度提高27.2%，耐酸碱性分别提高11.0%和7.4%，抗静电性提高2.2倍。

关键词：洋麻；对位芳纶；罗拉式梳理机；落麻率；耐酸碱性；抗静电性

中图分类号：TS124.5 文献标志码：B

本文实验通过在芳纶中添加洋麻纤维进行混纺以降低芳纶产品价格，改善了芳纶产品的性能，同时提高洋麻纤维的附加值。由于洋麻和芳纶性能差异巨大，使用传统单一的棉纺工艺很难满足混纺工艺技术要求，因而根据原料特性选择多工艺进行整合，以适应性能差异较大的多原料混纺的需要。

1.实验部分

1.1原料

洋麻：产自马来西亚，经过初步的沤麻处理。使用重量浓度为8%、浴比为1：20的氢氧化钠溶液在90℃的条件下处理3h时，烘干后使用纤维干态重量5%的柔软剂（TDSL-2005A）在30℃的条件下浸泡30min，135℃高温交联4min后，90℃烘干。为适应纺纱设备，将纤维剪短为50mm，在纤维上喷洒洋麻干重5%的梳理剂（TFD1212）以增加纤维的可纺性，然后密封12h备用。对位芳纶（Kevlar 49）：由美国DuPont（杜邦）公司生产。为适应纺纱设备，将芳纶剪短为45mm长。芳纶回潮率低，为减小静电，增加纤维可纺性，在芳纶上喷洒纤维干重0.6%的梳理剂，然后密封12h备用。

1.2纺纱

1.2.1纺纱设备及工艺

经过碱以及柔软剂处理的洋麻纤维在棉纺系统上与芳纶进行混纺，纺纱所用设备见表1。

在梳理工序中，分别使用棉型盖板梳理机和毛型罗拉式梳理机进行纺纱，纱线设计细度为60 tex。为了提高纱线的均匀度，在细纱工序后加入合股工序。

1.2.2纺纱参数设置

纺纱工艺参数的选定原则是减小设备对洋麻纤维的损伤，因此在保证正常生产的情况下，调低设备运行速度，具体参数选择如下。（1）称取纤维：根据洋麻与芳纶的混纺比，按照洋麻20%的落率和芳纶6%的落率称取纤维；为使最终的结果更具可比性，两种纺纱工艺采用相同的原料投入量。（2）开松：使用和毛机进行开松，洋麻与芳纶先分别开松2遍，然后混合开松2遍，和毛机锡林转速为280r/min。（3）梳理：盖板梳理机，采用定量16g喂入，锡林转速为870r/min；罗拉式梳理机，大锡林转速为100r/min。（4）并条：采用8根三道并条，条子定量20g/5m；头并的后区牵伸倍数1.7倍，二、三并的后区牵伸倍数1.1倍；罗拉隔距前区55cm、中区53cm和后区60cm。（5）粗纱：粗纱定量700tex，捻系数52，锭速450r/min。（6）细纱：设计纱线细度为60tex，细纱捻系数330，锭速4800r/min。（7）合股：股线捻系数460，锭速4500r/min。

1.3纱线性能测试

1.3.1纱线拉伸性能

按照标准《ASTM D2256-2002单线法测定纱线拉伸性能的试验方法》，使用Instron3369型万能强力机对两种混纺纱线进行拉伸性能测试，夹持距离为250mm，拉伸速度为300mm/min。

1.3.2耐酸碱性

将两种混纺纱线分别使用5%氢氧化钠和5%盐酸溶液在温度为60℃、浴比1：30的条件下处理5h。测试处理后纱线的拉伸性能，比较两种混纺纱线的耐化学性。

1.3.3抗静电性

实验依据《AATCC 84-2005纱线电阻》，使用YD2681A型绝缘电阻测试仪测试纱线的电阻，进而表征纱线的抗静电性。测试电压设定为50V，夹持间距为10mm。

2.实验分析

2.1纱线拉伸性能（表2）

由表2可以看出，与盖板梳理机相比，罗拉梳理机纺纱工艺的落麻率减小65.7%，纱线强度提高27.2%，纱线断裂伸长率减小35.6%，拉伸模量提高44.3%。由此可知，相比于盖板梳理机，罗拉式梳理机得到的纱线性能较优。

盖板梳理机锡林转速较快，达870r/min，对于刺辊传递给锡林的洋麻纤维，刚进入锡林盖板梳理区的梳理力急剧增大，由于洋麻纤维较为粗硬，瞬间产生的梳理力容易将纤维梳断，导致短纤维增多，使落麻率增加。通过锡林和盖板之间梳理，部分洋麻短纤维过渡给盖板或停留盖板针面，不易被锡林抓回，随着工作时间的延长，盖板严重充塞，使其丧失分梳能力，越到后面纤维网的质量越差，甚至出现破网现象。梳理成网质量不好，纤维单向排列整齐度较差，且增加后道工续的条干不匀率，使纱线拉伸性能降低。

罗拉梳理机的锡林转速较慢，为100r/min，洋麻纤维进入罗拉梳理机的梳理区间后，受到的梳理力较小，纤维损伤不大。因此梳理过程中产生的落麻率小。纤维的同时喂入、不同时输出，使罗拉梳理机起到很好的混合作用，使纤维分布更加均匀，纤维成网质量较高，提高后道工序的条干均匀度，从而提高纱线的拉伸性能。

2.2纱线耐酸碱性及抗静电性（表3）

由表3可知，经过5%酸碱处理后，两种纱线的强度都明显下降。工艺1中纱线经过5%HCl和5%NaOH处理后，强度分别下降61.3%和41.2%。而工艺2在相同处理条件下，强度分别下降50.3%和33.8%，且工艺2得到纱线的导电性为工艺1的2.2倍。由此可知，在相同处理条件下，工艺2得到的纱线耐酸性更强，纱线电阻更低。

在纱线耐酸碱测试中，纱线外层的洋麻纤维首先与酸碱接触而发生反应，起到保护芳纶的作用。由于工艺2中的洋麻落麻率低，纱线中洋麻含量高，因此保护作用较强，强度损失率低。

纱线的抗静电性受纤维回潮率影响，回潮率越大，电荷越不容易积累，纱线抗静电性能越强。洋麻回潮率达14.94%，而芳纶回潮率为4.5%，因此纱线中洋麻含量越高，纱线电阻越小，其抗静电性越强。工艺2中洋麻落麻率较低，其洋麻含量较高，而同时喂入、不同时输出的特点使纤维混合均匀，洋麻的均匀分布使其具有连续性，有利于减小纱线的电阻，提高纱线抗静电性。

3.结论

使用罗拉梳理机，使洋麻/芳纶（30/70）混纺纱线的落麻率减小65.7%，纱线强度提高27.2%，有效解决了洋麻的粗硬、对纺纱的不利影响，降低梳理工序对洋麻纤维的损伤。罗拉梳理机工艺具有纤维成网均匀、梳理工序落麻率低的特点，使其耐酸碱性分别提高11.0%和7.4%，抗静电性提高2.2倍，使其更适于工业化生产使用。