纱线可纺性研究

纤维可纺性是指纤维的可纺性能和程度，广义的可纺性还包括可纺线密度。可纺性是一个综合纺纱能力的指标，目前较难做定量的描述。可纺性好坏意味着纺纱的难易。可纺性好，纺纱产量、质量高，劳动生产率高，纺纱成本低，纤维具有较大的利用价值和经济效益。影响纤维可纺性的主要因素有纤维的结构和性能、纺纱工艺、纺纱设备等。其中纤维的因素是最重要、最基本的因素。新型化纤开发的着眼点往往注重纤维功能的创新，而忽视其可纺性的研究，因此不少新型纤维的可纺性较差，给纺纱带来了不少困难和问题，反过来也对新型化纤新产品的开拓形成阻力，为此必须研究改善其可纺性。1化纤性能与可纺性的关系1．1纤维的比电阻与可纺性许多新型纤维，如大豆蛋白纤维、芳族聚酰胺纤维、陶瓷纤维等比电阻都比较高，纤维与纤维摩擦易产生静电，使它们在后加工中纤维间产生排斥，导致纤维蓬松不易成卷。而且此类纤维多数吸湿性差，静电不易散逸，而被吸附在接触的机件和通道内，导致发生缠绕，造成加工困难或断头。一般比电阻大予109Ω·g/cm2的纤维会影响可纺性，大于1013影响十分严重。为了减少静电效应和纤维间摩擦，可在化纤生产中施加油剂，由此比电阻可降低102-105Ω·g／cm2。也可在开清棉工序前施加抗静电剂并堆放24h以上后纺纱。在纺纱时提高相对湿度，使纤维保持较高的回潮率，必有一定效果。对于某些静电特别严重的纤维，可在混合时尽量减少使用比例，避免纯纺。开清棉工序应采用防黏卷措施，并推荐采用清梳联工艺。条、粗、细发生缠绕胶辊、缠罗拉时需使用抗静电胶辊或在胶辊上涂抗静电涂料。而根本解决方法是提高纤维本身抗静电性能和其吸湿能力。1．2纤维的卷曲性能与可纺性化纤卷曲性能对可纺性影响十分明显。一般化纤表面比较光滑，截面为圆形，为了改善可纺性，提高成纱强力，改善织物的弹性和柔软度、抗皱性、保暖性，必须加以一定数量的卷曲，增加纤维间抱合力。纤维的卷曲性能可用三个指标表示：卷曲数，指每厘米长度上纤维卷曲个数，一般棉型化纤不宜低于4个/cm，以5～7个／cm为佳；卷曲率，表示卷曲深浅的程度，一般控制在10％～15％；卷曲回复率，表示纤维卷曲受力后的耐久牢度，一般在70％-80％，对新型纤维来说卷曲回复率更为重要。纤维的卷曲性能可用YG362型卷曲度仪测得：卷曲率=(L1一L0)/L1×100％卷曲回复率=(L1—L2)/L1×100％式中：L0—施加预张力0．18mN／dtex后的长度(mm)；L1——施加负荷一定时间(一般为30s)下测得的长度，对维纶、锦纶、丙纶、氨纶施加重荷为0．05cN／dtex，涤纶、腈纶则为0．075cN／dtex；L2——去除重负荷一定时间(一般为2min)后再加轻负荷后的长度，即卷曲回缩后的长度。纤维的卷曲数、卷曲率不足，卷曲回复率低都可导致纺纱时抱合力差，使纤维蓬松，不易成网聚合，产生梳棉机漏棉网、破边，甚至剥棉、成条困难，阻塞喇叭头、圈条斜管等问题。鉴此，要求从纺丝开始改进纤维性能外，棉纺厂只能在清梳工序中施加抗滑剂，增加纤维的抱合力。1．3纤维的摩擦性能与可纺性纤维摩擦性能与可纺性有一定关系。纺纱工序对纤维摩擦性能要求不一。开清棉工序从开松效果的要求看，希望摩擦因数小；但从成卷、防黏、加压、强力要求看却希望纤维的摩擦因数大些．且静摩擦因数要大于动摩擦因数。梳棉工序为使棉网不下垂、不飘荡，不堵塞喇叭头．希望纤维静摩因素大些。条、粗、细工序牵伸时希望摩擦因数不要太大，以免牵伸力加大，容易牵不开出硬头；但也不能太小，否则会影响成纱强力。为防止绕罗拉、绕胶辊、绕胶圈，动静摩擦因数均不宜太大。为了减少飞花，希望摩擦因数大些，为了防止静电产生，摩擦因数又要小些。总之，为了使纤维的可纺性良好。必须使纤维间有一定抱台力，但摩擦因数不能太大，并且要求静摩擦因数比动摩擦因数适当大一些。1．4纤维的抱合性能与可纺性纤维抱合性能与可纺性关系密切．纤维抱合性能可用抱合力表示。抱合力是指纤维法向压力等于零时，纤维互相滑移的切向阻力，它是纤维间互相纠缠、沟挂和黏附的结果。纤维越长、摩擦因数越大，抱合力越大。影响抱合力的因素有纤维结构、截面形态、表面性质、油剂、卷曲性能、纤维弹性等。此外所处温湿度环境对抱合力也有相当影响。除中空纤维外，异形纤难抱合力要大于一般常规纤维。抱合力有仪器可以测定，但数据变异太大，使用不广泛。总之，一般抱合力小易开松，棉网易下坠飘逸，但小易产生“三绕”。抱合力大时成卷、成形优良，不易粘层，不蓬松、不堵塞喇叭头，但易产生“三绕”和“出硬头”，对成纱毛羽也不利。纺纱要求纤维应有一定抱合力。1．5纤维的细度、长度与可纺性1．5．1纤维可纺线密度细纱截面中的纤维根数n=TT×10/Tt式中：TT——成纱线密度(tex)；Tt——纤维平均线密度(dtex)。为了保证可纺性和成纱质量，n应保持一定数量。一般经验n≥35，较理想应在50以上。1．5．2纤维细度、长度的选择(1)纤维细度的选择。纤维越细，成纱截面中纤维报数越多，对细纱条干均匀度、强力都有利。但纤维过细，单纤维强力低，在纺纱过程中，易因受剧烈的机械作用而断裂，或者纠缠而形成棉结。纤维越细，比表面积越大，纤维越柔软，回弹性越差，易充塞梳棉机针布而造成分梳不良和绕锡林，为此工艺上要加大锡林、刺辊速比，使纤维转移正常；采用大角度、浅齿、高齿密的针布以确保分梳和转移良好。同时对梳理元件的平整度、锋利度提出较高的要求。棉纺采用化纤的细度一般宜在0．7dtex以上，最细不宜低于0．5dtex。(2)纤维长度的选择。纤维长度在一定范围内与可纺性关系大．但纤维长度必须与牵伸机构摇架规格相适应。一般棉纺细纱机最大选用前中罗拉中心距142mm和150mm的摇架，可分别适纺60mm和65mm的化纤。超过此长度可以改为滑留牵伸纺纱，但成纱条干、强力较差。(3)长细比的选择。纤维长度与细度的比值对可纺性有一定影响，经典的经验公式L/d1时纤维易损伤，L/d1时可纺性较差。式中L为纤维长度，单位25．4mm(1in)；d为纤维细度，单位1．1dtex(1D)。一般特细纱常选用0．6～1．2dtex、38～42mm纤维：细特纱常选用1．3～1．7dtex、35～38mm纤维；粗特纱常选用1．7～2dtex、32～38mm纤维；中长纤维常选用2．8～3．3dtex、45～65mm纤维。2棉纺工艺与可纺性必须根据化纤的性能，制定合适的纺纱工艺，达到纤维优良的可纺效果。必须通过优选工艺来弥补或者消除因纤维因素带来可纺性问题。主要包括两个方面：选用合理的原料混和方案；优选各工艺设计参数，包括定量、牵伸、捻度、隔距、加压等。其中要点如下。(1)根据产品要求及纤维性能制订原料混和方案，对纤维可纺性差的应控制混用比例，混和比例控制精确，高档纤维宜采用条混，确保混和均匀。例如甲壳素纤维与精梳棉混纺，甲壳素纤维含量4％±0．5％。考虑到甲壳素纤维可纺性较差，先用精梳棉条76％与甲壳素纤维24％经开清棉小量混和制成生条，再用此生条一根与五根精梳棉条在头道并条机混和，这时甲壳素纤维含量=1/6×24％=4％。(2)优选开清棉机、梳棉机给棉隔距、打击速度及打击点，防止纤维过度打击形成纤维损伤和棉结，要特别关注细旦纤维、竹浆纤维、甲壳素纤维等强力较差的纤维；绕锡林严重时，要放大锡林～盖板隔距，解决可纺性与产品质量的矛盾。棉结是纺纱要重点控制的指标。(3)优选条、粗、细隔距和粗纱捻系数、细纱后牵伸及钳口隔距、加压等工艺参数，防止须条牵不开、出硬头形成可纺性不良。对抱合力大的纤维必须减少捻系数，适当加大细纱后牵伸或钳口隔距。(4)优选调整细纱机钢丝圈型号和气圈形态，防止型号不当、气圈膨胀等造成大面积断头。3纺纱设备与可纺性纺纱设备和机件对可纺性有很大影响。一般经验有以下几个方面。(1)在梳棉机上采用皮圈导棉装置，解决纤维因卷曲性能欠佳、抱合力差造成漏棉网、破边、不成条等可纺性问题。(2)选用大角度、浅齿形针布，有利于纤维的转移和减少棉结，也可以减少化纤容易绕锡林的问题。(3)选用合适的胶辊或胶辊涂料，减少静电产生的绕罗拉、绕胶辊和出硬头问题。(4)采用圈条器曲线斜管，可以基本上解决棉条堵塞斜管问题。(5)选用合适的钢丝圈型号，防止因纱线通道与纲领钢丝圈磨损处交叉而形成断头和毛羽，还可预防Lycell纤维“微纤化”。4结语(1)纤维可纺性是纤维使用价值的标帜，是开发新型纤维首要考虑的问题，应充分以重视。(2)化纤比电组和卷曲性能直接影响纤维静电效应和纤维抱合力，是可纺性的重要指标。(3)选择施加合适抗静电剂和纤维抗滑剂是解决可纺性的主要措施。(4)解决可纺性要从原料着手，分析其性能对可纺性的影响及解决途径。(5)纺纱工艺、设备要与纤维性能相匹配，以改善纤维的可纺性和保证产品的质量。(6)目前仅涤纶标准有卷曲率指标，腈纶标准有卷曲数指标，且指标太宽松，范围太广，建议适当提高标准要求，并在化纤标准中全面考核卷曲性能三项指标。新型纤维开发要特别关注卷曲回复率。