按标题 按内容
当前位置:学术论坛
高支高密雅赛尔家纺织物的开发
发布人:管理员  发布时间:2018-11-08  浏览次数:285

高支高密雅赛尔家纺织物的开发

汪吉艮  赵瑞芝

(江苏大生集团有限公司)

摘 要:探讨高支高密雅赛尔家纺织物的生产要点和关键技术难点。通过研究分析雅赛尔型纤维及其9.8 tex赛络集聚纱的性能指标,设计并优化整经、浆纱和织造工序的工艺参数,采取了一系列技术措施,最终保证了产品的顺利生产,获得了较好的织造效果。

关键词:雅赛尔型纤维;雅赛尔9.8tex赛络集聚纱;整经工艺;浆料配方;浆纱工艺;喷气织机;织造工艺

作者简介:汪吉艮(1969-),女,高级工程师,dsjtwjy@163.com

基金项目:  2016年度南通市科技创新计划“雅赛尔纤维家纺面料及关键技术的研发”(项目编号:GY22016006);2017年度南通市重大科技成果转化项目“新型生物质纤维纱线和面料的研发及产业化纱线面料产品及关键技术开发”。

 

近几年因棉花资源紧缺和国内外棉花价格倒挂等现象的存在,家纺产业的经济形势收到了严重的影响,加快新型家纺材料的研究是家纺产业链研发人员亟待解决的重要任务。通过研发人员及奥地利兰精公司等纤维素纤维制造商的共同努力,天丝、木代尔等纤维素纤维在家纺领域得到了广泛的应用,天丝家纺、木代尔家纺等纤维素纤维家纺产品在家纺市场应运而生。但由于原料资源和价格等因素的影响,这类家纺产品虽然在家纺市场上有一定量的呈现,但远没有达到预期的效果。雅赛尔纤维是国内纤维制造商新开发成功的强力生物基纤维,由 100% 纯天然木浆制成,可完全降解,对自然环境的负荷小,是一种强度与伸度指标与莫代尔纤维相近似,具有良好的吸水性、透气性、亲肤性的新型纺织纤维原料。通过开发新型纺织加工技术,充分发挥雅赛尔的纤维性能优势,在家纺领域得到广泛应用,推动国产生物基纤维产业的发展的同时,也可解决以上家纺产业存在的相关难题,促进家纺产品的更新换代。

1 原料选择及织物规格

选用雅赛尔Ⅱ型纤维原料,纤维性能指标测试数据:干断裂强度2.8cN/dtex,干断裂强力变异系数20.8%,湿断裂强度2.3cN/dtex,断裂伸长率14.5%,线密度偏差率-4.2%,长度偏差率+1.3%,超长纤维率0%,倍长纤维含量0.4%,疵点0.2mg/100g,卷曲率6.6%,卷曲数11.4个/25mm。

经纬纱采用雅赛尔Ⅱ9.8tex集聚赛络纺纱,主要质量指标:条干CV值12.5%,细节3个/km,粗节40个/km,棉结95个/km,毛羽指数2.83,单纱断裂强度18.0cN/tex,单纱断力强力CV值7.5%,断裂伸长率9.4%,捻度118.0捻/10cm,捻度CV值4.5。织物设计经密807根/10cm,设计纬密393.5根/10cm,幅宽267cm,织物组织为五枚三飞缎纹。

2 关键技术难点分析

雅赛尔Ⅱ型纤维的强度与伸度指标与莫代尔纤维相近似,但由于纤维结构及纺丝工艺等参数的差异,成纱后纱线的弹性较差。在冬季生产该类品种,整经工序的温湿度相对较低,极易产生脆断现象,采用类似于粘胶、莫代尔、天丝等纤维素纤维产品的工艺无法保证生产的顺利进行,必须研究设计与之配套的科学、合理的一套工艺参数。

拟采用绿色上浆工艺。上浆工程要求浆料有良好的成膜能力、高的耐磨性与光洁的表面,而且要求浆膜的拉伸性能与纱线相近,只有这样才能较好地承受织机织造时的各种机械应力。而雅赛尔Ⅱ型纤维高强低伸的特性,必须研究与之配套的科学合理的浆料配方,以保证浆纱时浆液对纱线被覆和浸透的比例合理,达到贴伏毛羽、增加耐磨性的同时,起到增强保伸的作用。

织造时采用高速喷气织机,必须研究一套与此产品相配套的织造工艺参数,才能保证顺利织造,且坯布质量达到设计的要求。

3 各工序关键技术措施

3.1整经工序

分析雅赛尔Ⅱ型纤维的特性和雅赛尔Ⅱ型9.8tex赛络集聚纱的质量技术指标,确定整经工序采用贝宁格WA3006170010型整经机,遵循“小张力、慢车速”的工艺原则。先后采用了两个工艺方案。

方案一:借鉴莫代尔9.8tex产品整经工艺,进行适当调整,具体工艺参数为:预张力装置打开延迟时间2S,制动装置打开延迟时间3S,张力杆深度4mm,压纱力200dan,卷绕速度500rpm。采用方案一,整经生产过程中,断头比较严重,经测试整经万米断头率达到2.6%(具体情况见表1),超出了设计要求,影响了整经效率和经轴质量。

方案二:仔细研究了纱线断头的原因及状态,完善了工艺参数,形成了改进工艺方案(方案二)。具体工艺参数为:预张力装置打开延迟时间0.5S,制动装置打开延迟时间1S,张力杆深度0mm,压纱力200dan,卷绕速度500rpm。采用改进工艺方案,整经断头明显下降,经测试万米断头率为0.76%(具体情况见表1),整经效率和经轴质量都有所改善。

为了提高整经工序穿绞线效率、浆纱工序的分绞质效和织造工序的经纱开口清晰度,在整经工序落轴前50,运用自主研发的具有完全自主知识产权的专利技术(专利号:ZL200820037914.5)自动穿入小绞线。

1 整经万米断头测试数据表

断头因子

方案一

方案二

气捻结脱结

9

3

回丝附着

3

0

脆断头

5

2

万米断头率

2.6%

0.76%

从表1中可以发现,雅赛尔纤维纱线气捻结易脱结,是影响整经工序效率和质量的关键因素之一;其次,雅赛尔Ⅱ型纤维的高强普伸的特性,削弱了纱线的弹性,增强了纱线的脆性,也是影响整经工序效率和质量的关键因素之一。

3.2浆纱工序

3.2.1浆料配方的选择

该产品属于纤维素纤维产品,但由于选用的是雅赛尔Ⅱ型纤维,高强普伸的特性,使纱线的弹性变小,脆性变大,在浆纱过程中易断撞筘,会严重影响浆纱的生产和浆纱的质量。因此,该产品上浆的目的,既要贴伏纱线毛羽,增加耐磨性,又要能使纱线增强保伸。在选择浆料配方时,根据相似相溶原理和两高一低的浆纱工艺要求,先后设计了两种配方方案进行了试验。

方案一:参照粘胶、莫代尔等纤维素纤维产品的浆料配方,结合雅赛尔Ⅱ型纤维的理化特性,选择K-2000(高性能淀粉)、TBS(氧化淀粉)为主浆料,适量润滑剂为辅助浆料,主辅浆料按一定质量比组成(具体见表2)。

方案二:方案一在浆纱过程中,纱线频繁撞扣,严重影响了织轴的质量及织造工序的生产。且浆纱的增强率偏低,减伸率超高,造成布机在织造过程中脆断头比较多,影响了布机的效率和坯布的质量。分析主要是两大因素导致,一是浆液的被覆和渗透的比例不太合理,渗透比例过高,吸浆过重;二是浆膜的脆性太大,柔韧性比较差。在此分析的基础上,进行了配方的改进设计,选择CD-DF868(高性能接枝淀粉)、磷酸酯淀粉为主浆料,适量润滑剂为辅助浆料(具体见表2)。

CD-DF868 是一种高性能接枝淀粉浆料,采用了“接枝增韧”技术特别适合高支高密织物的经纱上浆,具有卓越的浆膜柔韧性,克服了普通淀粉浆膜“硬而脆”缺陷。与普通淀粉搭配使用,可大幅改善淀粉浆膜物理机械性能、明显提高浆膜强伸度及耐屈曲性。

磷酸酯淀粉,采取了氧化和酯化两种反应工艺,引入了羧基和磷酸根基团,与纤维素纤维具有较强的相似相溶性,比其他普通变性淀粉具有更好的粘附性、亲水性、流动性和稳定性,制成的浆膜透明、强韧,能赋予纤维良好的织造性能,且与其他浆料具有良好的互混性。同时,可以降低配方中高性能淀粉或PVA的比例,从而降低了配方成本和浆纱成本。

2方案一和方案二的浆料配方(单位:kg

试验方案

方案一

方案二

K-2000

37.5

CD-DF868

25

TBS

62.5

磷酸酯淀粉

75

润滑剂

2

2

 

调浆工艺:采用高压桶调浆,加水500L,开搅拌器,徐徐投料后,紧闭桶盖,升温至110左右,闷浆5-10min,转供应桶定粘备用。定粘温度95定粘粘度7±0.5S3#漏斗)。

3.2.2浆纱生产

选用贝宁格A15927浆纱机,根据雅赛尔Ⅱ型9.8tex赛络集聚纱的特性和理化指标,设计采用“中浓、中压、低粘”的上浆路线和“小张力、小伸长”工艺原则。考虑到雅赛尔Ⅱ型纤维的脆性大、弹性小的特点,分析研究了贝宁格A15927浆纱机的各工段张力影响因素,提出了最佳控制措施:引纱辊至上浆辊一段张力控制及上浆辊至烘房一段的张力控制主要采用了分单元变频调速装置进行张力控制,同时保证各压浆辊、引纱辊高质量运行,使分段张力达到精确控制,保证各段经纱张力都得到均匀控制,使进入烘房的片纱张力一致,要求浆纱的总伸长控制在2-3%以下。为了改善淀粉浆浆膜的柔韧性,采用AW-8502进行后上蜡,使上浆后的纱线更平滑,毛羽更贴伏,提高了织造开口清晰度。

浆纱工艺参数:上浆率11±1%,浆纱伸长率2.5±0.5%,浆纱回潮率10%±1%,浆槽温度85℃±1,浆槽粘度6.5 S±0.5S3#漏斗);烘房温度T1=110T2=100退绕张力450N±50N,入浆槽湿区张力0.2%,出浆槽湿区张力0.8%,干区张力1500N±100N,卷绕张力:小直径时2200N±100N,大直径时2400N±100N;托纱张力2100N±100N,压浆辊压力:03KN40m/min12 KN ~14KN

方案一退浆率11.5%,回潮率9.7%,增强率3.6%,减伸长35.7%;方案二退浆率10.5%,回潮率真10.9%,增强率10.5%,减伸率14.5%

3.3织造工序

3.3.1织造工艺参数设定

织造工序,选用津田驹280-9100型喷气织机,车速650 r/min 。为保证开口清晰,减少“三跳”疵点,采用“低后梁、小张力、早开口、多层开口、低气压、早引纬”的工艺原则。具体工艺参数为:机上张力2200N,后梁前后位置12档,后梁高低位置1.5档,停经架前后位置15档,停经架高低位置1.5档;防开车档设置:纬停倒转量0.8纬,其它0纬;开口时间290°;停纬销启闭时间66°-260°;主喷嘴启闭时间74°-176°,传递喷嘴启闭时间74°-166°,排气时间180°-300°,剪刀定时350°-34°,辅喷1至辅喷22启闭时间依次为:62°-138°、68°-144°、74°-152°、80°-160°、86°-168°、94°-176°、100°-182°、106°-190°、114°-198°、120°-206°、128°-212°、134°-220°、142°-228°、150°-236°、156°-244°、164°-250°、170°-258°、178°-264°、186°-272°、192°-282°、200°-290°、206°-300°,拉伸喷嘴启闭时间200°-310°。

3.3.2织造过程中出现的问题及解决措施

在织造过程中,由于高支高密雅赛尔Ⅱ型纤维织物的柔脆滑的特性,织物的布边易被铜环边撑刺环挂断或者刮伤,产生边撑疵。针对这个问题,我们经过多次试验研究,最后与配件厂家共同研究生产了铜环与橡胶相结合的边撑,解决了布面边撑疵的问题。

由于高支高密雅赛尔家纺织物表面比较滑爽,卷布辊在卷绕时易产生滑移的现象,致使布面产生压痕,影响布面的平整度。针对这一现象,我们经过试验研究,通过在卷布辊上包裹新包皮增大摩擦力的方法,保证了卷布顺利进行的同时,提高了布面的质量和平整度。

3.3.3 织造效果

    方案一配方织轴10万纬经向仃台36根,10万纬纬向停台22根,下机一等品率56%,织疵率7.56%,织造效率77.6%;方案二配方织轴10万纬经向仃台14根,10万纬纬向停台13根,下机一等品率76.5%,织疵率2.2%,织造效率90.2%

4结束语

雅赛尔Ⅱ型纤维是一种高强低伸型生物基纤维,具有天然环保、抗起毛起球、丝滑强韧、保形性好、透气亲肤、颜色亮丽等特性,用其开发高支高密家纺织物,解决了粘胶纤维家纺面料存在的强力及尺寸稳定性方面的问题,提升了国产生物基纤维在家纺领域的应用优势,推进了国内生物基纤维产业链的发展,促进家纺产品的更新换代。但由于雅赛尔Ⅱ型纤维高强低伸的特点,纺制的纱线脆性大,弹性小,为了保证生产顺利,各工序遵循“低车速、小张力、小伸长”的工艺原则。浆纱配方的选择要保证科学合理的被覆、浸透比例,达到贴伏毛羽、增加耐磨性和增强保伸的目的。织造工序采用“低后梁、小张力、早开口、多层开口、低气压、早引纬”的工艺原则,研制铜环与橡胶相结合的边撑等方法,解决了织造过程中出现的经纬向停台多、效率低、布面边撑疵、卷布易打滑等问题,取得了较好的织造效果。

参考文献:

[1]荣德智,顾黎明,吴永胜.喷气织机两种纬向疵点分析[J].棉纺织技术,20113911):60-63.

[2]周永元.浆料化学与物理[M].北京:纺织工业出版社,198560-100.

[3]洪仲秋.浆纱质量控制中有关问题的研究[J].棉纺织技术,20073511):24-27.

[4]沈兰萍.新型纺织产品设计与生产[M].北京:中国纺织出版社,20015-15.

[5]陈朝峰.提高喷气织机效率的途径[J].棉纺织技术,20053311):61-62.

[6]马芹,刘学峰.织造过程中经纱所受摩擦作用分析[J].棉纺织技术,201038911019-21.

 

第一作者介绍:汪吉艮  江苏大生集团有限公司 科技发展部副部长,手机139216119318


关闭