超高分子量聚乙烯纖維/氨綸包芯紗的生產(chǎn)技術(shù)

蔡雨晴，蔡永東，陳 棟

(江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南通 226006)

超高分子量聚乙烯纖維/氨綸包芯紗的生產(chǎn)技術(shù)

蔡雨晴，蔡永東*，陳 棟

(江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南通 226006)

探討超高分子量聚乙烯纖維/氨綸包芯紗的生產(chǎn)工藝。介紹了紡制17 tex超高分子量聚乙烯纖維/氨綸包芯紗紡紗工藝流程，對(duì)各道工藝進(jìn)行優(yōu)化，做好溫濕度控制工作，并采取相應(yīng)的技術(shù)措施最終順利紡制出超高分子量聚乙烯纖維氨綸包芯紗，紗線質(zhì)量達(dá)到較好水平。

超高分子量聚乙烯纖維；氨綸長(zhǎng)絲；包芯紗；包覆效果

超高分子量聚乙烯纖維由于分子量極高，主鏈結(jié)合好，取向度、結(jié)晶度高，相當(dāng)于優(yōu)質(zhì)鋼絲的15倍，普通化學(xué)纖維近10倍，而且密度小，僅為0.97 g/cm3，只有芳綸纖維的2/3和高模碳纖維的1/2，軸向拉伸性能很高，其比拉伸強(qiáng)度是現(xiàn)有高性能纖維中最高，故超高分子量聚乙烯纖維因高模量、高性能、耐腐蝕、密度低等特點(diǎn)，和芳綸、碳纖維并稱三大高性能纖維，是目前比強(qiáng)度最高的工業(yè)化高性能纖維。但超高分子量聚乙烯纖維的表面光滑，摩擦因數(shù)小，卷曲穩(wěn)定性差，回潮率為0，這些性能嚴(yán)重影響到其纖維的紡紗、織造、染色等加工。在紡紗過(guò)程中主要表現(xiàn)為纖維間的抱合差、成條成紗困難、成紗毛羽尤為突出，長(zhǎng)毛羽多，故成紗品質(zhì)一般。為切實(shí)推進(jìn)產(chǎn)品轉(zhuǎn)型升級(jí)，提升企業(yè)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，開發(fā)了超高分子量聚乙烯纖維/氨綸包芯紗。

1 工藝流程

超高分子量聚乙烯纖維規(guī)格為1.21 dtex×38 mm。

工藝流程：A002C型抓棉機(jī)→A006B型混棉機(jī)→A036B型開棉機(jī)→A092B型雙棉箱給棉機(jī)→A076C型單打手成卷機(jī)→A186C型梳棉機(jī)→FA306A型并條機(jī)(三道)→A456C型粗紗機(jī)→FA502型細(xì)紗機(jī)(加氨綸喂入裝置)→Autoconer338型絡(luò)筒機(jī)

2 主要生產(chǎn)工藝與技術(shù)措施

2.1 開清棉

超高分子量聚乙烯纖維含雜少，回潮率小，短纖維很少，纖維表面光滑，手感滑溜，但強(qiáng)力高，不易損傷。為提高開松度，抓棉機(jī)可以少抓勤抓，減少打擊，防止纖維損傷及短絨產(chǎn)生。適當(dāng)提高各機(jī)組打手速度，減少塵棒隔距及打手與剝棉刀隔距，增大打手與塵棒隔距、打手與給棉羅拉隔距。為減少返花翻滾現(xiàn)象，防止產(chǎn)生纖維團(tuán)，棉箱儲(chǔ)棉高度縮小1/3，V形簾上口適當(dāng)放大，同時(shí)提高成卷機(jī)風(fēng)扇速度，便于提高棉卷棉層均勻度。生產(chǎn)中A036B型開棉機(jī)的豪豬打手速度采用600 r/min，綜合打手速度采用900 r/min，打手與給棉羅拉隔距12 mm，綜合打手與塵棒隔距12×21 mm(進(jìn)口×出口)，棉卷定長(zhǎng)30 m，定量360 g/m。

2.2 梳棉

由于超高分子量聚乙烯纖維較細(xì)(1.21 dtex)，抱合力差，梳棉采用“輕定量、高速度、中隔距、多回收、小張力”的工藝配置。超高分子量聚乙烯纖維強(qiáng)力高，雜質(zhì)很少，可適當(dāng)提高錫林和刺輥速度。超高分子量聚乙烯纖維疵點(diǎn)少，除塵刀安裝在較高位置，小漏底封閉，并降低蓋板速度，適當(dāng)放大錫林蓋板隔距。超高分子量聚乙烯纖維卷曲少，纖維抱合力弱，使棉網(wǎng)出現(xiàn)飄頭、墜網(wǎng)、破邊等現(xiàn)象，因此張力牽伸宜偏小掌握，并適當(dāng)降低道夫速度。經(jīng)工藝優(yōu)選，梳棉機(jī)主要工藝參數(shù)：錫林轉(zhuǎn)速400 r/min，刺輥速度900 r/mm，蓋板速度105 mm/min，道夫速度18 r/min，錫林與蓋板5點(diǎn)隔距0.25、0.22、0.22、0.22、0.25 mm，給棉板至刺輥隔距0.25 mm。

2.3 并條

為保證超高分子量聚乙烯纖維伸直平行，提高纖維混和均勻程度，采用三道并條。根據(jù)超高分子量聚乙烯纖維長(zhǎng)度及特性，并條采用“順牽伸、重加壓、輕定量、大隔距”的工藝原則，同時(shí)采用較小直徑的喇叭口，提高棉條的緊密度并適當(dāng)降低車速，減少纖維纏繞羅拉膠輥現(xiàn)象。

表1 并條工藝參數(shù)

2.4 粗紗

粗紗工藝采用“較大粗紗捻系數(shù)、小后區(qū)牽伸、小張力”的工藝配置。超高分子量聚乙烯纖維表面光滑，纖維間抱合力小，為提高粗紗條干均勻度，適當(dāng)增大粗紗捻系數(shù)，減少后區(qū)牽伸倍數(shù)。同時(shí)嚴(yán)格控制溫濕度，降低粗紗機(jī)速度，采用較小的紗條張力防止出現(xiàn)意外牽伸，減少粗紗伸長(zhǎng)。粗紗工序主要工藝參數(shù)：粗紗捻系數(shù)90，總牽伸倍數(shù)為7倍，后區(qū)牽伸倍數(shù)為1.12倍，錠速600 r/min。

2.5 細(xì)紗

正常包芯紗中氨綸長(zhǎng)絲位于紗線的中心位置，超高分子量聚乙烯纖維均包覆在它的周圍，但在生產(chǎn)中若工藝參數(shù)設(shè)計(jì)不合理或設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)不良，就會(huì)影響包芯紗的包覆質(zhì)量。該產(chǎn)品設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于外包超高分子量聚乙烯纖維與芯紗彈力絲表面均較光滑，且粘膠強(qiáng)力小、抱合力差，成紗條干難以控制，成紗強(qiáng)力低。細(xì)紗捻度、細(xì)紗牽伸區(qū)內(nèi)纖維運(yùn)動(dòng)的控制及后區(qū)牽伸倍數(shù)等工藝決定著包芯紗的條干均勻度及強(qiáng)力。根據(jù)超高分子量聚乙烯纖維長(zhǎng)度及摩擦因數(shù)等特點(diǎn)，細(xì)紗工藝參數(shù)為：羅拉隔距20×35 mm，前羅拉速度160 r/mm，鋼領(lǐng)型號(hào)PG1-4254，鋼絲圈型號(hào)69031#，細(xì)紗捻度90捻/(10 cm)，后區(qū)牽伸1.25倍，隔距塊3.0 mm，前膠輥雙錠加壓180 N。

本品種選擇4根111 dtex的氨綸彈力絲作為芯紗，預(yù)牽伸倍數(shù)為2.95倍，氨綸彈力絲的預(yù)牽伸倍數(shù)影響包芯紗的伸長(zhǎng)和強(qiáng)力，預(yù)牽伸倍數(shù)大不僅布面易起皺，且紗的強(qiáng)力降低，易形成斷絲漏芯紗、無(wú)芯紗，預(yù)牽伸倍數(shù)小，彈力絲含量高，用絲成本高，外包超高分子量聚乙烯纖維很難將長(zhǎng)絲包覆于中心，影響包覆效果。

2.6 絡(luò)筒

由于超高分子量聚乙烯纖維氨綸包芯紗紗線強(qiáng)力特別高、彈力大、收縮大，絡(luò)筒張力偏小掌握，絡(luò)筒速度1 100 m/min，一般的剪刀無(wú)法剪斷，因而剪刀必須經(jīng)過(guò)滲氮處理，以增加其硬度和鋒利度。絡(luò)筒工藝參數(shù)：棉結(jié)350%，短粗節(jié)120%×2 cm，長(zhǎng)粗節(jié)40%×35 cm，長(zhǎng)細(xì)節(jié)-35%×35 cm。

參照GB/T 4743-2009《紡織品卷裝紗絞紗法線密度的測(cè)定》、GB/T 3916-2013《紡織品卷裝紗單根紗線斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定(CRE法)》、GB/T 3292.1-2008《紡織品紗線條干不均勻試驗(yàn)方法第一部分：電容法》，對(duì)紗線進(jìn)行檢驗(yàn)，測(cè)試結(jié)果如表2所示。

表2 紗線技術(shù)指標(biāo)

3 結(jié)語(yǔ)

紡制超高分子量聚乙烯纖維/氨綸包芯紗過(guò)程中，根據(jù)其特性，優(yōu)化設(shè)計(jì)紡紗工藝，并在各工序采取相應(yīng)技術(shù)措施，從而有效地保證其成紗質(zhì)量，紗線可用于手套、工裝面料等高性能防護(hù)用品的開發(fā)。超高分子量聚乙烯纖維是一種高性能纖維，以往主要以長(zhǎng)絲制品用于軍工、海洋等特種行業(yè)，但隨著其產(chǎn)能不斷擴(kuò)大，必須短纖化、民用化，方可保證其可持續(xù)化發(fā)展，并最大范圍內(nèi)擴(kuò)大其用途，造福于人類。

[1] 彭紹鈞，于修業(yè)，程隆棣，等.氨綸包芯紗主要性能因素探析[J].棉紡織技術(shù)，2000，28(9)：10-12.

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[3] 朱秋涼.賽絡(luò)紡棉氨包芯紗生產(chǎn)及應(yīng)用[J]. 棉紡織技術(shù)，2007，35(12)：34-36.

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Production Technology of UHMWPE/Spandex Core Spun Yarn

CAI Yu-qing, CAI Yong-dong*, CHEN Dong

(Jiangsu College of Engineering and Technology, Nantong 226006, China)

The production process of UHMWPE fiber/spandex core spun yarn was studied. The spinning process of 17 tex UHMWPE/spandex core spun yarn was introduced and optimized. The yarn quality reached a good level by controlling the temperature and humidity and taking some technical measures.

UHMWPE fiber; spandex filament; core spun yarn; coating effect

2016-03-31；

2016-04-05

2015年江蘇省高等學(xué)校大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目(201510958022X)；2015年度江蘇省第四期“333工程”科研資助項(xiàng)目(BRA2015379)

蔡雨晴(1995-)，女，江蘇徐州人，在校學(xué)生，主要從事現(xiàn)代紡織生產(chǎn)技術(shù)研究。

*通信作者：蔡永東(1967-)，男，江蘇南通人，教授，主要從事現(xiàn)代紡織技術(shù)研究與教學(xué)，E-mail:cyd@jcet.edu.cn。

TS104.7

A

1673-0356(2016)06-0026-02