添加劑對功能纖維在紡織加工過程中摩擦性能的影響

T.Stegmaier,T.Hager,A.Funk,W.Wunderlich,M.Dauner,H.B?ttcher,J.Schneider,J.Knopf,G.T.Gresser

紡織與工藝研究所(德國)

?

添加劑對功能纖維在紡織加工過程中摩擦性能的影響

T.Stegmaier,T.Hager,A.Funk,W.Wunderlich,M.Dauner,H.B?ttcher,J.Schneider,J.Knopf,G.T.Gresser

紡織與工藝研究所(德國)

項目目的是通過向紡絲液中加入添加劑，提高功能纖維的加工性能。通過對纖維加工性能的綜合分析，采取了諸多有效的方法：對前紡制備過程或保護涂層的改性，對后紡加工參數的改進，以及對其他設備參數的調整等，對實際紡織生產過程中存在的問題進行了改進。

功能纖維；摩擦性能；黏膠短纖紗；聚酯長絲

1　黏膠短纖維紡紗研究

對具有圓形、Y型與淺層和極淺層異形截面的黏膠纖維進行了研究。采用高嶺土、泡沫玻璃和TiO2作為添加劑，賦予纖維特殊的功能。添加劑加入量最高可達紡絲液的一半。

加入添加劑會降低后紡加工的穩定性和紗線強度，紗線強度與纖維長度分布的分散性的增加有關。纖維不僅會因為添加劑的加入變得粗糙，而且還會在加工過程中被切短。

加入50%不含添加劑的載體纖維后，發現能明顯提升后紡過程中的加工性能，后紡加工中紗線斷頭率也在正常范圍內，且加捻還可進一步提高紗線質量，如強度等性能。

在紗線生產前使用潤滑劑和黏合劑，會使最大拉伸強度的CV值下降70%，提高加工過程中纖維的抗起球性。通過對加工過程中織針的磨損情況進行分析，發現該纖維與未加入添加劑的100%黏膠纖維的耐磨性相當。

使用保護涂層后，取決于成分比例的摩擦性能和磨損性能如圖1和圖2所示。涂飾劑由德國CHT R.Beitlich 公司提供，涂飾劑性能如表1所示。

圖1中，RK 3#和RC 5#為具有不同形貌的摩擦物——陶瓷紗線導向輥，B為涂飾劑添加量(質量分數)，左側部分顯示的是不同填充纖維的摩擦因數，右側部分為棉/黏膠(50/50)緊密紗在含30%高嶺土的不同涂飾劑及添加量時的摩擦因數。

摩擦因數采用德國Honigmann Industrielle Elektronik 公司的摩擦因數測試儀進行測試，測試儀具有特別的測試材料和測試材料表面。

磨損測試采用德國紡織與工藝研究所(ITV)開發的ITV針鉤磨損測試儀，該測量儀主要應用于針織工具的磨損檢測。所有測試通常需消耗紗線10 km。測試時先使用視頻顯微鏡記錄摩擦過程，對針織針拍照后測量針的磨損程度，并計算得出磨損深度。磨損深度定義為1 km測試長度時的磨損深度。

圖1　功能對比——保護涂層對紗線摩擦因數的影響

圖2　涂飾的緊密紗的磨損測試結果

名稱化學物質(質量分數)物理-化學性能簡介LustraffinDBL酯油(100%)液態,疏水性,黏度低,對黏膠纖維黏附力適中,表面微量殘留HansaSP1060有機硅聚酯(100%)黏度低,對黏膠纖維黏附力大,在纖維中具可移動性HansaSP1030有機硅聚酯(100%)黏度低,平滑性,適量的吸水性成分,對黏膠纖維黏附力適中,表面微量殘留HansaSWE3620硅蠟(40%)固態,疏水性,對黏膠纖維黏附力小,表面微量殘留LustraffinSA-88酯油(100%)固態,疏水性,對黏膠纖維黏附力小,表面微量殘留

采用Graf海綿涂覆器，在紡紗過程中加入涂飾劑。圖2所示為各種涂飾劑及其不同質量分數下的磨損測試結果，并計算出不含涂飾劑的原紗線的磨損性能作為對比。測試所用含30%高嶺土涂飾劑的黏膠纖維Danufil F由德國Kelheim纖維公司生產。

2　聚脂長絲研究

分別對7種不同聚酯(PET)連續長絲進行了測試。采用不同比例的BaSO4和SiO2對其功能化，利用ITV雙組分紡絲工藝進行紡絲，且由項目合作伙伴德國TWD纖維公司進行拉伸變形。

起初，添加BaSO4和SiO2涂飾劑在前紡加工中引起了各種各樣的問題，后通過調整顆粒尺寸和工藝參數解決了這些問題。通過對摩擦因數和磨損值的分析研究發現，采用SiO2進行功能化時磨損值最高。采用BaSO4對拉伸變形絲進行功能化后，低負載下磨損值也較高。另外，摩擦對象也十分重要，拉伸變形絲的摩擦對象為鋼制表面時測得的摩擦值比陶瓷表面的更高。

采用針鉤磨損測試儀測試，發現長絲的磨損明顯高于黏膠短纖維，而常規PET長絲的磨損最低。

對TiO2添加劑進行了額外分析，TiO2起初被應用于薄膜加工中。正如所期待的那樣，TiO2依舊具有光催化活性，但這方面功能尚未被進一步研究。

本研究項目的目標已經達到。

陳書云 譯王依民 校

Functionalized fibers — Effect of additives on friction behavior in further textile processing

Thomas Stegmaier,Tom Hager,Angela Funk,Werner Wunderlich,Martin Dauner,Hans-Helge B?ttcher,Jürgen Schneider,Julia Knopf,G?tz T.Gresser

Institut of Textile Technology and Process Engineering (ITV)，Denkendorf/Germany

The aim of the project was to improve the processing behavior of functionalized fibers by additives in the spinning solution.The problems encountered so far in practice with such fibers in textile production were improved by comprehensive analysis of the processing behavior.Suitable measures,such as modification of preparations or protective coatings and coordinated parameters of the secondary spinning process and the adjustment of other machine settings were implemented.

functionalized fiber; friction behavior; viscose staple fiber yarn; PET filament