棉/水溶性維綸無捻紗線及其織物的退維分析

林曉云，楊 理，賴芳芳

(浙江紡織服裝職業技術學院，浙江 寧波 315211)

棉/水溶性維綸無捻紗線及其織物的退維分析

林曉云，楊 理，賴芳芳

(浙江紡織服裝職業技術學院，浙江 寧波 315211)

退維時間和溫度是棉/水溶性維綸無捻紗線生產工藝的關鍵性技術條件,采用稱重法分析了環錠紡棉/水溶性維綸無捻紗線及其不同線密度無捻紗線平紋、透孔組織織物的退維時間和溫度。結果表明，棉/水溶性維綸無捻紗線與水分子接觸較充分退維迅速,40 ℃水溶性維綸在75 ℃恒溫水溶液里，5 min便可完成退維綸；而其機織物因交織點緊密退維時間較長，在85 ℃恒溫水溶液里完全退維要35 min。同時紗線線密度小，其織物的退維時間相對較少。

棉/水溶性維綸；無捻紗線；機織物；退維時間；退維溫度

利用水溶性維綸與水親和性好、很容易溶于水的特點，紡織上可用其生產高支細特紗或無捻紗線。環錠紡無捻紗線的生產是將具有一定捻度的Z捻單紗與水溶性維綸紗線并線后加等值反向S捻，此時股線內的Z捻單紗由于加了等值S捻顯示無捻或弱捻。用這種股線織成的梭織物或針織物放于一定溫度的水里一段時間，維綸全部溶解就成為無捻織物。無捻紗織物非常柔軟蓬松，透氣透濕性能良好，手感類似羊絨織物，有很好的發展前景。

目前環錠紡無捻紗織物都是通過織物退維得到的，因此退維時間和溫度是其關鍵技術。退維不徹底，維綸就像漿料一樣黏附于織物表面，織物手感板硬。本文采用稱重法分析了無捻紗線和其織物的退維時間和溫度。

1 試驗部分

1.1 試樣制備

(1)紗線試樣 維綸紗為采用40 ℃水溶的維綸短纖維紡成的線密度28 tex×2紗線和9.8 tex×2紗線；棉單紗28 tex,捻度600 捻/m。分別用細度不同的兩種維綸紗線與Z捻棉紗在并線機上并線后，在倍捻機上加S捻600 捻/m，紡成無捻紗。其中用28 tex×2的維綸與棉單紗合股后的紗線稱為粗支維綸無捻紗，用9.8 tex×2的維綸與棉單紗合股后的紗線稱為細支維綸無捻紗。

(2)織物試樣 維綸紗線強力大，與棉紗以S捻合股后合股紗的拉伸斷裂強力大，做經紗可免上漿。但由于紗線合股變粗后仍加了與原棉紗捻度相同的反向捻，使得合股紗捻度偏大產生扭矩，其穿綜分紗性較差。因此可將紗線在40 ℃左右的水里快速通過，此時水溶性維綸纖維剛溶解產生黏附性并附著于紗線表面，干燥后合股紗不再產生扭矩分紗性非常好，紗線強力也很大。

分別用粗支維綸無捻紗與細支維綸無捻紗在半自動織物小樣機上織成幅寬為3 cm左右的平紋組織織物和5根一束透孔組織織物，筘號均為60，平紋組織織物交織點緊密，浮長線最短；5根一束透孔組織織物交織點少，浮長線長，是比較有代表性的兩種無捻紗織物。將每塊織物沿著幅寬方向剪成多塊小長方形，大小盡量一致，為防止實驗過程中紗線脫落影響結果準確性，保留布邊；將織物另外兩邊剪斷的碎紗線剝掉，在電子天平上逐一稱重并記錄重量，為方便區分，每塊織物分別上不同顏色、不同類型的曲別針。

1.2 紗線試樣工具

用剪織物花邊的花剪刀將塑料文件夾剪成24個5 cm×3 cm的矩形，大小盡量一致，其中兩邊用花剪刀修飾產生鋸齒。分別搖取12個長度為5 m的粗支維綸合股紗和細支維綸合股紗，在電子天平上秤重并記錄后均勻地纏繞到有鋸齒的矩形塑料片上，在塑料片上用黑色記號筆從1到12記上標記。

1.3 實驗方法

1.3.1 水溶性維綸合股紗線退維

在水浴鍋內加水，為使40 ℃溶解的水溶性維綸紗線溶解更快，將水溫保持在75 ℃左右；將纏有粗支無捻紗和細支無捻紗的矩形塑料片同時投入到2個不同的水浴鍋中，每隔5 min各取出一個，按拿出時間先后順序放置于平臺上，直至60 min后全部取出。經室溫自然晾干后用電子天平分別稱重，用鑷子夾著矩形塑料片，將紗線去掉后再稱取矩形塑料片重量，兩者相減便得到退維后紗線重量；根據塑料片上黑色記號筆記錄的標志，計算紗線相對重量損失率為：

(1)

式中a為紗線相對重量損失率(%)；W0為退維前紗線重量(g)；W1為退維后紗線重量(g)。

1.3.2 水溶性維綸紗線織物退維

因織物中紗線的交織作用，維綸分子與水分子的接觸面積降低，因此可以推測織物退維比紗線退維要困難得多。為了減少退維時間將水浴鍋里的水溫保持在85 ℃左右，將備好的平紋組織織物試樣12 塊和透孔組織12 塊同時投入到2個不同的水浴鍋中，每隔5min各取出一個，按拿出時間先后順序分別放置于平臺上，直至60min后全部取出；經室溫自然晾干后取下曲別針，織物用電子天平分別稱重，根據曲別針所做標記，計算織物相對重量損失率為：

(2)

式中b為織物相對重量損失率(%);N0為退維前織物重量(g)；N1為退維后織物重量(g)。

2 結果和分析

2.1 維綸無捻紗線退維

圖1是水溶性維綸無捻紗在75 ℃水中的溶解折線圖。

圖1 棉/水溶性維綸無捻紗線在75 ℃水中的溶解折線

水溶性維綸纖維是高分子化合物，水是低分子溶劑，當高分子化合物在低分子溶劑中進行溶解時首先是水分子進入高分子化合物中，使水溶性維綸纖維高分子發生膨脹，溶劑分子繼續大量進入，最終導致高分子化合物間的大分子彼此分離，擴散在溶劑中完成溶解過程。從圖1可看出，40 ℃溶解的水溶性維綸在75 ℃的水里，細支維綸無捻紗在5min以內重量損失率接近平衡，可認為5min內迅速完全溶解。粗支維綸在5-10min時重量損失率接近平衡，完成溶解過程。因此在同等條件下，無捻紗退維時間與維綸紗線密度有很大關系，即維綸紗線密度大，無捻紗退維時間較久。但是由于無捻紗中維綸纖維分子與水分子充分接觸，因此退維迅速，5min左右便完成退維。

2.2 維綸無捻紗線織物退維

圖2是維綸無捻紗織物在85 ℃水里隨時間變化的重量損失率。

圖2 不同組織無捻紗線織物在85 ℃水中的溶解折線

從圖2可看出，采用40 ℃溶解的維綸用60號筘織成的平紋組織和透孔組織無捻紗梭織物，在保持85 ℃左右的水溫里，粗支維綸無捻紗在約第35min時織物重量損失率接近平衡。考慮到人為操作誤差等因素，可認為35min后織物完全退維。從85 ℃水里取出的樣品看，35min后附在織物表面的黏糊狀物完全消失；從自然晾干樣品看，35min后的織物手感非常柔軟，表明織物已完全退維。

平紋組織退維時間略短，在30min時可達到完全退維。這可能是因為透孔組織與平紋組織相比，透孔組織雖然浮長線長，交織點少，但是由于織物組織的關系，每束內部織物緊度大不易退維，退維時間略長。細支無捻紗透孔組織織物在大約30min時間里完全退維。

結合圖1和2可看出，無捻紗織物在水里的退維比無捻紗線要困難得多。隨著溫度的提高，水溶性維綸高分子能量高，化合物間大分子分離快，溶脹快，擴散在溶解中所需時間短，因此維綸在85 ℃水里比在75 ℃水里溶解更快。但是在85 ℃水溫里織物的退維時間遠大于75 ℃水里紗線的退維時間，這是因為紗線與溶劑水可以充分接觸，退維迅速；而織物因為交織緊密限制了維綸與溶劑水的接觸，退維時間慢。因此可以推斷，織物的密度、交織狀況等情況決定了織物的退維時間。

同是透孔組織織物置于同樣溫度的水里，粗支無捻紗透孔組織織物比細支無捻紗透孔組織織物完全退維時間略長，這一方面是因為兩種織物織造時采用同樣的筘號，粗支維綸無捻紗線退維前較粗，織物緊度大，因此維綸與水接觸面積小，致使退維困難。另一方面是因為粗支維綸紗比細支維綸紗同等條件下溶解時間要長。因此若維綸與Z捻單紗合股后在適當溫度水里通過后只要強力允許，為減少退維時間可盡量采用環錠紡Z捻單紗與細支維綸紗線加反向S捻的方法來制備無捻紗。

3 結語

將維綸無捻紗置于75 ℃的水里，40 ℃溶解的維綸大分子能與水分子充分接觸，退維時間短，5min左右即可完全退維。將維綸無捻紗織物置于85 ℃的水里，織物的交織作用使維綸大分子與水分子接觸面積減小，退維時間大大增加，約35min時間才可完全退維。粗支無捻紗要比細支無捻紗退維時間略長。為減少退維時間，若維綸與Z捻單紗合股后在適當溫度的水里通過后只要強力允許，可盡量采用環錠紡Z捻單紗與細支維綸紗線加反向S捻的方法來制備無捻紗。

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干法紡聚酰亞胺纖維制備關鍵技術及產業化項目榮獲2016年度國家科技進步獎

從2017年1月9日舉行的2016年度國家科技獎勵大會獲悉，由東華大學、江蘇奧神新材料股份有限公司聯合申報的“干法紡聚酰亞胺纖維制備關鍵技術及產業化”項目榮獲國新科技進步獎二等獎。

作為一種典型的高性能纖維，聚酰亞胺(PI)纖維不僅具有優異的力學性能，而且耐熱性和耐輻射性能十分突出，使得該纖維在空間探索、高溫、放射等苛刻環境中比其他聚合物纖維具有更大的優勢，是國家亟需的材料之一。

PI纖維率先由奧地利LENZING公司商品化，長期處于壟斷狀態，因此實現PI纖維國產化刻不容緩。

目前國內外生產PI纖維均采用濕法紡絲技術路線，生產流程長、溶劑回收能耗大、容易造成環境污染等問題。

為提升產品性能和生產過程的綠色化，該項目提出了適用于PI纖維干法紡絲成形的“反應紡絲”新方法，突破了纖維制備的一系列關鍵技術瓶頸，實現了纖維制備工藝及設備的技術集成，建成了國際上首條干法PI纖維千噸級生產線。

與國際水平相比，該項目生產的PI纖維斷裂強度提高了10%，耐溫穩定性提高了100 ℃，原材料成本是前者的1/3。

該產品已成功用作耐高溫濾材，對治理因燃煤、水泥生產等工業所產生的PM10和PM2.5等大氣污染發揮了重要作用。該產品還應用于消防防護服、戰術導彈內絕熱層、雷達罩、核設施防護等領域，有利地推動了我國高性能纖維產業的跨越式發展。

Analysis of Cotton/Water Soluble Vinylon Untwisted Yarn and Fabric Dissolving

LIN Xiao-yun, YANG Li, LAI Fang-fang

(Zhejiang Fashion Institute of Technology, Ningbo 315211, China)

Water-dissolving time and temperature of PVA were key technology of untwisted yarn process. The dissolving time and temperature of the ringspun cotton/water soluble vinylon untwisted yarn plain, porous fabric woven by different linear density ringspun twistless yarn were analyzed by weighting methods. The results showed that cotton/water soluble vinylon untwisted yarn sufficiently contacted with water molecules and dissolving rapidly, only five minutes when 40 ℃ PVA in 75 ℃ constant temperature water solution. Water-dissolving time of PVA was longer in woven fabric due to interweave closely. It need 35 min when 40 ℃ PVA in 85 ℃ constant temperature water solution. Lower PVA liner density need less dissolving time.

cotton/water soluble vinylon; untwisted yarn; woven fabric; dissolving time; dissolving temperature

2016-12-09；

2016-12-15

寧波市先進紡織材料與服裝CAD重點實驗室開放基金項目(2016ZDSYS-K-005)

林曉云(1973-)，女，講師，碩士，主要研究方向為紡紗新工藝、新技術，E-mail:523950890@qq.com。

TS101.91

A

1673-0356(2017)02-0043-03