滌綸纖維性能與可紡性、染色性和服用性的研究
滌綸纖維性能與可紡性、染色性和服用性的研究
滌綸纖維性能對可紡織性、染色性和服用性能影響巨大。生產(chǎn)企業(yè)通常采用生產(chǎn)試驗輔助儀器分析找出改善方法,探討適合國產(chǎn)設(shè)備優(yōu)化生產(chǎn)的可行之路,使滌綸加工能不斷推陳出新。
不同類型和牌號的滌綸纖維機械性能和吸色性各不相同,并影響可紡性、勻染性和服用性能。為了摸清滌綸纖維性能與勻染度、可紡性和服用性能間的關(guān)系,我們做了多次試驗和分析,結(jié)果分述如下。
滌綸性能探索
內(nèi)部結(jié)構(gòu)
滌綸纖維是大分子直鏈接構(gòu),纖維與染料的親和力低,染色分子難以滲入,大部分吸附在纖維表面,因此,上染能力、勻染度和染色牢度都差。
試驗結(jié)果表明,高強低伸纖維吸色淺,上染率低,勻染性差;低強高伸纖維吸色深,上染率好,與理論分析是一致的。
對兩種滌綸纖維進行對比試紡。方案1:半無光低彈高伸滌綸纖維單嘜紡,混配比是杜邦滌綸(半無光)65%:棉35%;方案2:高強低伸型滌綸纖維混嘜紡混配比是半無光滌綸65%(南朝鮮20%,龍尼吉可12.5%,帝人18.8%,T4026.2%,金山7.5%):棉35%。
表面狀態(tài)
顯微鏡觀察
實驗在放大300倍的顯微鏡下進行。可紡性良好、成紗質(zhì)量優(yōu)良的美國、西德和日本滌綸,外形圓整、光滑、粗細均勻;成紗質(zhì)量差、可紡性差的泰國泰美綸(ThaimeTon)、泰國帝人和臺灣滌綸外形問題較多。有無熒光增白劑,對可紡性和吸色性也有較大影響。
泰美綸纖維表面有許多深淺不同、長短不一的溝槽裂紋,而且還有許多粘著物附在表面,在生產(chǎn)中紡滌棉紗時經(jīng)與棉纖維混合后,會產(chǎn)生顯著的吸濕作用,紡紗過程中會產(chǎn)生嚴重的繞羅拉、繞皮輥現(xiàn)象。特別當車間濕溫度高,棉纖回潮率大時,粘繞更嚴重,直接影響可紡性。
臺灣滌綸外形結(jié)構(gòu)異常特殊,相互差異也大,而且有空洞,粘著物和附著物大而且多,粗細差異大,同一根纖維中頭尾端粗細也不均。由于該種纖維生產(chǎn)廠多,所以,纖維形態(tài)差異也大。因此,在紡紗過程中發(fā)現(xiàn)有的批次堵塞卷條器喇叭口嚴重,有的則有不同程度的粘繞。
表面幾何形狀
滌綸纖維表面形狀主要由纖維表面的粗糙度、橫截面形狀和卷曲等三項主要指標組成,其次是長度和細度(纖維直徑和線密度),表面有光、無光、有無熒光增白劑對可紡性和吸濕性也有較大影響。
為了生產(chǎn)具有消光效果的合纖,通常會加入二氧化鈦消光劑,加入量為:有光纖維約0.1%,半無光纖維約0.5%,無光纖維約在2%以上。由于消光劑顆粒經(jīng)常集結(jié)在纖維表面,導致表面粗糙度增加,在顯微鏡下觀察,有光纖維表面光滑,無光纖維表面粗糙,突出物比有光纖維多7倍左右。
有光、半無光和無光三種滌綸纖維與粗糙度4、直徑0.5英寸、接觸角90℃的鉻質(zhì)導紗桿,在張力10克、溫度70℉、相對濕度50%情況下摩擦,有光纖維摩擦系數(shù)低,無光高;隨著摩擦系數(shù)增加,纖維在紡紗過程中的靜電量也會增加,靜電量有光低,無光高。靜電高的纖維,可紡性差。有光纖維靜電荷少,表面光滑,纖維間有較大的粘著作用,在牽伸過程中易被控制,纖維間移距偏差小,容易紡出優(yōu)質(zhì)紗。光滑的纖維比粗糙纖維受捻好,容易取得滿意的卷裝,運輸過程中不易破壞半成品質(zhì)量,改善下一工序的紡紗性能。
滌綸長絲在切斷成短纖維前,通常要先進行卷曲處理以提高機械加工效率,尤其在紡紗加工的開始階段的開松和梳理過程中,卷曲能使纖維集合體便于被握持并分離成單纖維,并能提高粘著力,使棉網(wǎng)、棉條等半成品增加粘著力和強力,從而提高纖維的紡紗加工均勻度。
在電子顯微鏡下可以看到,卷曲突出物體積的大小約比纖維橫截面大一個數(shù)量級,比纖維表面的粗糙度大幾個數(shù)量級。因此,有卷曲的纖維容易開松,而且開松的較為徹底。在梳棉機棉網(wǎng)上發(fā)現(xiàn)的未被開松的纖維束,大多為無卷曲滌綸纖維所組成。
卷曲還能促進纖維在開松和梳理件表面上均勻分布。由于卷曲會產(chǎn)生棘輪式機械作用,有規(guī)則的卷曲波紋能使纖維間短片段內(nèi)彼此糾纏接觸,因此滌綸纖維的卷曲能提高梳棉機棉網(wǎng)結(jié)構(gòu)的粘著力和卷曲彈性率,增加梳棉棉網(wǎng)的堅牢度和均勻度。
在條粗工序,纖維卷曲會給棉條中纖維間帶來粘著作用,使其產(chǎn)生較大的牽伸強度,并可使纖維束邊緣在牽伸區(qū)中減少擴散,有利于改善束條質(zhì)量。卷曲會提高纖維束(帶)的受捻能力,提高紗線的斷裂強度,并能改善均勻度,所以滌綸纖維的卷曲性能是反映可紡性的一項重要指標。
但卷曲也不是越高越好,生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)卷曲數(shù)過高,反而使摩擦系數(shù)降低,造成棉卷層次不清及粘卷。卷曲數(shù)過低,在8~9個/英寸時,纖維的抱合力差,摩擦阻力降低,棉卷粘層情況嚴重。滌綸纖維卷曲數(shù)一般在12~14個/英寸時為宜。在梳棉機上卷曲數(shù)在0~7個/英寸時,滌綸纖維易繞錫林,無法正常運轉(zhuǎn),臺時產(chǎn)量低;卷曲數(shù)在18~22個/英寸時,梳棉棉網(wǎng)上常出現(xiàn)大量棉結(jié),影響成紗質(zhì)量。
在滌綸纖維表面噴灑油劑(潤滑劑和抗靜電劑的混合液),可形成一層薄膜,改變纖維表面狀態(tài),在工藝加工過程中,使纖維與纖維、纖維與機件間起潤滑作用,改善摩擦狀態(tài),降低比電阻,降低靜電荷,改善可紡織性。
細度對滌綸纖維的單纖維強力和彈性模量等參數(shù)影響較大,在同一號數(shù)的滌棉混紡紗的橫截面中,滌綸纖維細,同一截面中所含纖維量多(根數(shù)多),單紗強力高,成紗條干好。
滌綸纖維過細會使紡紗過程中纖維/金屬(F/M)界面處的接觸面積增加,摩擦系數(shù)也相應增加,由滌綸纖維細度與摩擦力間關(guān)系的實驗曲線中可見,摩擦力是隨纖維細度變細而增加的。
改善途徑
改善可紡性
生產(chǎn)實踐證明:采用單一原料混紡,可以改善滌綸的可紡性。
由于各類滌綸纖維的機械性能、可紡織性、吸色性和
織物服用性能不同,加上我國開清棉聯(lián)合機流程短,有些單機還存在一些缺點,有些工廠還采用棉條混棉,若配棉工作稍有疏忽,印染品就會出現(xiàn)色差和條花。為便于紡織工藝和生產(chǎn)管理措施的制定和印染色號的選擇,可以用日本“帝人”高強低伸型滌綸纖維通過一條龍試紡對比。
實驗數(shù)據(jù)表明,單嘜紡較多嘜紡質(zhì)量指針和結(jié)雜均較好,但經(jīng)向斷頭和織疵多,織機停臺高、效率低,說明單嘜紡可織性差。
染色實驗結(jié)果表明:單嘜紡優(yōu)于混嘜紡,服用型試驗也顯示單嘜紡優(yōu)于混嘜紡。
在采用單嘜紡后,要注意日常性配棉管理,抽調(diào)嘜頭時要注意配棉綜合指標的穩(wěn)定性,以穩(wěn)定成品質(zhì)量。同時還應注意配棉方式、開清棉機械的配置及多牌號纖維混紡的配棉方法,改進滌棉混紡時的混合均勻程度。
改善可織性
滌綸纖維采用單嘜紡的可織性差,摸索得到的一些改善可織性的措施,包括:適當增加經(jīng)紗捻度,減少毛羽;穿棕與結(jié)經(jīng)機由1:2改為1:1(一穿一結(jié)),以減少摩擦產(chǎn)生靜電而引起的三跳疵布和假吊經(jīng);把漿紗伸長率從0.5%減少至0.2%,降低經(jīng)向斷頭;加強調(diào)漿管理,設(shè)立固體量、粘度、PH值、溫度、定積和時間等6個考核方向;布機加強三清三理工作,減少搬頭、絞頭;提高上軸質(zhì)量;把停經(jīng)架前移,適當加大后織口張力,提高后織口清晰度,減少三跳和吊經(jīng)疵布;加強快速邊剪檢修,減少邊拖紗和脫緯疵布,提高出口率。
加強適染的經(jīng)驗:低強高伸滌綸纖維吸色深,勻染度好,適宜做漂白、深色或淺色布;高強低伸型纖維吸色淺,宜做淺色印花布和淺色布;對熒光增白和半無光纖維混紡坯布的印染加工品種應有選擇,一般只做漂白和白底印花滌棉布。3gTbrPW
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