c c 彳f住.彳方 艺 主夕饩 考枸 丧 H *{ * ≤ 星 纺织工艺 {}*—} *— 一朴 1纤维性能综述 1.1众所周知,Lyocell纤维生产是由天 然纤维素木浆或棉浆用溶剂纺丝工艺。将 木浆或棉浆粕溶解在NMMO.H O混合 液中.形成有候塑性行为的稳定的浓溶液, 经过滤、挤压纺丝成型成纤维,商品名有 Teneel和Lenzing Lyocell等。纤维呈园形 截面和光滑的表面、是高结晶纤维索纤维, 1.2 由于上述的纤维结构,Lyoeell纤维 与牯胶纤维比是有独特韵性能,其应力应 变曲线比较理想,如图2强伸与棉相似 国 外报导Tencel纤维性能与其他纤维对比, 如表1 结晶度是普通牯胶纤维(纤维素纤维)的 1.7倍,结晶区Lyocell为50 ,普通粘胶 约为30 ,晶体排列成行,纤维横向截面 在电子显馓镜下照片显示出有十几微米长 的卷曲及疏密并异,见图1 Ext ̄miorR'%) 图2 1.3我们用xQ—l型单纤维测试仪,对 Teneel粘胶、绢丝、涤纶和棉也作测试对 比,如表2。 1.4从以上数据可以看出Teneel纤维在 干、湿状态下均具有粮高的强力,很高的模 :二. 、 : 、—' ·:.· 量,且有较高的回潮率和吸湿膨润性,缩水 率极低 这就决定了Lyoce[1纤维可大大 提高纺纱强力,扩大纺纱范围(支数与品 种),产品的外观,织物的手感、服用性和悬 围1 Tencel奸维结构 垂性都有较好的效果 16 裹1 纤维种类 旦(dtTencel 粘 胶 Modd 1 5(1.7) 棉 涤 纶 纤度 ex) 15(1.7) 】.5(1.7) 1 5(】.7) 强度CN/Tex (g/D) 38~42 (4 8~5.0) 22~26 (2.6~1 1) (34~36) 20~24 (20~24) 50~55 “8~6.0) 湿强度CN/Tex (g/D) 弘~38 (4.8~5 0) 10~15 (1.2~1.8) (19~Z1) Z6~30 (3 1~3.6) 50~55 (4.8~6.0) 仲长 湿仲长 湿棋量(在5 伸长) 回潮率 吸湿膨润性 14~】6 16~18 270 115 65 20 ̄25 25~30 50 13 90 1 3~15 13~15 110 IZ.5 75 7~9 12~14 100 8 5 50 Z5~30 25~30 210 0.4 3 纱线在100℃拂水收缩率 O.44 6 5 0 4 表2 Teneel纤维的性能 纤维种类 纤度(dtex) 干强(CN/rex) 湿强(CN/rex) Tencel 1.5 39.4 35.8 粘胶纤维 1.5 Z3.7 1O.Z 蜗丝 1.5 27.8 / 涤纶 1.5 44.3 43 棉 1.7 21.8 27.7 干伸( ) 15.8 22 5 18.6 4 5 7.2 湿仲( 1 比电阻( ̄/em )×10 1 7 8 1.1 27.3 11.1 I 1 85 4.46 2.51 12+6 1.23 2 Tencel纤维纺纱工艺与成纱均匀度试验研究 2.1国外报导的Tencel纤维纺纱质量情况,见表3、4、5、6。 表3 Teneel纤维的环锭纺纱性能 纤维种类 纤维规格(dtex) Tencel 1.7 Modal 1.7 精梳棉 I 涤纶 1.7 纱线特数(rex) 强度(CN/tex) 伸长( ) 条干CV值( ) 细节(个/km】 粗节(十/kin) 29 29 1 10.7 1Z.7 2 2 20 27.5 9 4 14.0 6 5 12 5 20.5 8 5 18 6 91 43 20 1 7 5 10 8 17.2 26 16 20 15.1 7.2 15.3 7 55 20 27.8 1Z.3 15 5 33 30 棉结(个/kin) 5 7 25 81 98 31 1 7— 表4 Tencel纤维转杯纺的性能 纺纱特数(rex) 强度(CN/rex) 仲长(% 50 20.5 9.3 29 19 6 8 6 20 1 6.7 R 0 条干CV值c ) 细节(个/kin) 粗节(个/kin) 棉结【个/kin) 14.3 1 3 17 15.6 18 11 27 15.9 53 7 33 表5 Tencel纤维摩擦纺纱线性能 纤维名称 纺纱特(rex) 强(CN/rex) Ter ̄ce] 5o七Px 20.0 高湿模量纤维 20rex 19 5 精梳棉纱 20rex 10 2 20rex 12.5 伸长( ) 条千CV( ) 1o O 14 2 8 5 1 7,o 11.6 17 7 5.4 I7 2 毛粒数 8 3o 3o 862 表6纺20rex各种纱的强度(CN/tex) 纤维类别 环锭纺 转杯纺 摩擦纺 TenceI 25 6 16.7 19.5 Modal 1 7 5 12.5 12.1 精梳棉 15.1 10 Z 9 8 喷气纺 16 5 12 9 f 100 2.2纺纱试验: 2.2.1 纺纱工艺:我们采用三种纺纱方 案:环锭纺(15.5tex) 转杯纺和喷气纺(20tex) 四种配比:(T—Tencel,C—Cotton, W—Woo1) ①②⑨T T/C T/C 73/30 30/70 5o/5o ④T/w 2.2.2纱的品质测定结果与分析 2.2.2.1纱的强力,见表7 图3、4、5、6。 表7纱线强力测试(T--Tencel,C--Cotton,w—w。oI) 单强 单强 (CV ) 9 B 断裂伸长率 ( ) 7 断裂仲长 (CV ) l1.66 摩擦系数 ‘纱线间) 0.164 纱线类型 Tencel 纺纱类型 环锭纺 (CN/rex) 2O.9 】00 转杯纺 喷气纺 环锭纺 13.5 121 7 5j 7 59 7 88 8 24 9.05 9.1 9 0.188 0 1 25 19 5 10.5 6.46 14 46 0 176 1 70,C30 转杯纺 14 7 12 7 8.78 5 93 0 228 喷气纺 环锭鲂 T/30,/C70 转杯纺 喷气纺 11 8 15.4 12.4 11.9 9 1 S 3 7 24 7.83 8.58 5.8 8 18 8.26 7.2 17.57 7.24 8.6 0 Z17 O.156 0.156 0 172 环锭纺 T50,W50 转杯纺 喷气纺 l4.0 8.8,5 7.63 9.5 】5.73 16 6 3.9 3 6 5 7 37.16 23.4 25.5 0】56 0 266 0.278 注:喷气纺参数仅供参考。 Tencel纯纺纱线 T70,c3O混纺纱线 -T30./,{370混纺纱线 一=T50,AN50混纺纱缎 …五扔蝤m 5 0 f 一喷气纺纱 图3不同混纺比纱线强力值比较 25 20 1 5 10 5 O 1--Tence1 ̄纺纱线 .3…T301C70淀纺纱线2…T701C30混纺纱线 4.--T¥O/W50混纺纱线 图4不同纺纱方法纱线强力值比较 丑 ^ 缸 主 l 2 3 4 1---T州e1钎堆纯坊牡缝 2…I"'t0/C30-il ̄坊 拽 3---T30/C70 ̄坊抄搜4---TS ̄/T5Oil坊绅蠼 图s不同纺纱方法纱线伸长率比较 zO 8 : 目Tencel纤维纯埔 蛙 ■T7 0/C3O}E蚺妙蛙 苦5 兰4 2 0 口1"30/C70耀坊妙垃 口T501 ̄50瞧坊纱线 2 3 卜一耳键纳纱墁 2---阜搴杯蚺纱垃 3--一喷气纺 墁 图6不同混纺配比纱线障长率比较 2t 2.2.2纱条条干均匀度:见表8、9、10, 图7、8、9、10。 19—— 寰8乌斯特Ⅲ型条干仪环锭纺测试 环锭纺T70/C30 测试指标 400m 1O00m 400m 1 O00m 40Om 1O00m 40Om 1 O00m 环锭纺T30/C70 环锭纺Tencel IO0 环锭纺T50/WSO CV( ) CV(1m)( ) 16 95 5 72 16 95 5 72 17.44 5.45 17.44 5 45 15 25 5 61 15.25 5.61 19 5 6.81 1 9.5 6 81 lndex(一) 1.72 1.72 1.77 1 77 1.55 1.55 1.35 1.35 Thin p【{一50 ) 22 55/km 14 35/km 6 1 5/km 115 288/km Thick.p1(+50 ) Nell(+200 ) M(rain.Im)( ) 107 265 +20 1 268/km 662/km +20.1 2聃 534 +19 7 538, ̄rn 1 335/km +19.7 17 35 +26.o 42/kin -88/km +26 o 159 178 +32 2 398/km 445/km +32.2 M(rf/.ax.1m)( ) 一15.3 —15.3 —14 5 —14.5 —14 Z 一14 2 —18.7 —18.7 寰9乌斯特Ⅲ型条干仪转杯测试 转杯纺T70/C3d 转杯纺T30/C70 转杯纺Tencel 100 400m 16.26 1000m 16.26 400m 13 69 1 000m 1 3.69 转杯纺TSO/W50 400m 18.45 1000m 18.45 测试指标 400m CV( ) 1 5 1 5 1000m 1 5.15 CV(1m)( ) Index(一) 5 26 1 75 5 Z6 1 75 8.85 1.88 8 85 1 88 5 45 1.58 5 45 1.58 6 34 1 45 6.34 1.45 Thin pl(一50 ) Thick pl(-1-50 ) Neps(+200 ) M(rain.Im)( ) M(max.Im)( ) 3 65 101 +18.2 一13.3 8 1 62 252 +18.2 —1 3.3 5 39 54 +40 5 —25.5 12 98 1 35 +40 5 —25.5 0 7 1 +19 6 —14.7 O 18 2 +19.6 —14.7 20 29 4 +29.1 —13.3 50 75 18 +29 1 —13.3 寰10乌斯特Ⅲ型条干仪喷气纺测试 喷气纺T70/C30 喷气纺T30/C70 喷气纺Tencel l00 400m 1000m 400m 1000m 喷气纺T50/WS0’ 400m 1000m 测试指标 400m 1000m CV( ) CV(1m)( ) Index( ) 1 5.2 5 06 1.70 15.2 5.06 1.70 14.63 5 08 1.78 14.63 5 08 1.78 13.0 4 2 1.62 1 3.0 4.2 1 62 1 6 8 5 7 1 57 16.8 5.7 1 57 Thin p1(一50 ) 3 8 4 10 1 4 28 70 Thick pl(+50 ) Neps(+200 ) 8 82 20 205 10 56 25 140 3 1 8 4 37 6 93 15 M(min.1m)( ) M(max.1m1( ) +18 2 一15.7 +18 2 1 5.7 十19.8 —16 2 +19.8 —16.2 +20 6 —14 7 +Z0.6 —14.7 +30.7 —16.3 +30.7 —16.3 25 删20 1 5 餐1 0 0 O 400 300 末200 嗣10O 0 600 餐400 200 O 1一一TTo/cjD 2--T5叽70 3一一r,Do. 4_。。1蛰?W 图7不同纺纱方法纱线CV值比较 7 7 目 : 1 2 3 4 《 \ / l l T l 2 3 4 l 5OO l000 棵 f 嚣 5OO I l — 2 3 4 I— I'7 3O O 2-一r ̄/cTo 3一一7.,。口 4--rsC ̄cso 图l0不同纺纱方法棉结比较 2.2.2.3 测试结果与初步分析讨论: ①Tencel纤维的断裂强度及断裂伸 长高于天然纤维,两者混纺的纱线的强度 Tencel纱,说明加入少量的棉可改善 Tencel纱的内外结构。 ③uster条干测试结果,无论是环锭 纺、转杯纺或喷气纺,在CV 值,粗、细 节,棉结等,纯Tencel纱都优于混纺纱.且 随Tencel混比的减少而有所恶化,原因是 Tencel纤维的各项物理指标离散性小,纤 维性能较好之故。 2.2.2.4纺纱工艺中的几个问题: ①梳理工艺与成纱条干均匀,见表 11 与伸长均较天然纤维纺的纱高,其变化与 其中Tencel纤维的混比成正比。 ②环锭纱,纱强遵从一般的纱线断裂 规律 转杯纱.T/C 70/30和T/C 3o/ 7o纱的断裂伸长都比纯Tencel纱高,其 中混比T/C 30/70纱的强力不匀最低, 说明加入少量的Tencel纤维不仅可提高 棉混纺纱强力.且强力不匀也得到改善 而 T/C 70/30混纺纱强力似乎高于纯 表ll成纱均匀度指标测试 纺纱细度/tex 梳理隔距/ram 条干CV 细节/个·km—l 6 o.18 0.38 19.76 l8.78 270 330 10 o.18 o.38 17.24 l8.Z1 12o 230 l5 o 18 o.38 14.83 18.1o O 51O 粗节/个·km—l 420 300 80 70 50 30 试验结果看到,锡林与盖板间的平均 隔距减少(从0.38mm ̄0.18mm).细纱粗 节增加,细节减少 条干均匀度对各种特数 的细纱0.38mm相对较稳定。 ②细纱牵伸工艺与成纱条干均匀度, 见表12 试验条件:原 料:1.44tex×30mm Tencel 粗纱号数:400tex 捻 度:(捻/1 0cm)分别 为2.5,3.0,3.5 22一 表l2后区牵伸力及牵伸力不匀率 后区牵伸 倍 数 2 5 0 84 31 10 38 74 27 28 26 92 牵伸力/oN 3.0 9.1 3 29 55 53 92 40 23 30 70 牵伸力CV 值 3 5 7 56 31 31 4 3.91 73.36 53.04 2 5 58 71 29 83 1 8 77 19 26 14,O5 3.0 49 26 23.60 15 97 1 9.57 1 8.70 3 5 38.87 20 84 14.29 19.58 21 57 1 1O 1.1 5 1 20 1.50 1.70 2 00 2 40 9.66 6.31 16 24 9 51 28.47 20 38 30.07 38.76 24.81 34.32 19.11 18.28 测试结果表明,适当增加租纱捻度,细 指数测定: 纱后区牵伸力增大,牵伸力不匀率降低,改 善了成纱条干均匀度,牵伸工艺仍为第一 类工艺中两大两小原则,但必须有相当牵 伸机构保证,以适应牵绅力的增加。 ③原纤化(微纤化)现象: 由于Tencel纤维具有高结晶,高取向 结构。在纺纱加工中,温湿度和工艺选取不 汉密尔顿转移指数是测定和分析混纺 纱中纤维经向分布的常用方法 通过在显 微镜下,按照纤维截面形状,观察并记录混 纺组分纤维在纱线经向的相对位置。见图 1l。再依次计算混纺纱中纤维经向分布的 转移指数M 通常M值在~l00 ~+ 100 范围内变化。当M一0表示两组份纤 维在截面中是均匀分布的。M为负数,表 示该组份纤维优先向纱截面内转移,M为 正则优先向外转移。对每种纱样各做20只 切片试样,观察记录各组份纤维在纱截面 当,使纤维受到强烈的摩擦力作用,易产生 起毛的 微纤化”现象,在转杯纺中,经刺辊 分梳尤为明显(显微镜观察)。这一现象对 生产桃皮绒织物及卫生绷带、口罩等效果 很好 但对高档轻薄,色泽鲜艳的面料,会 呈现似染色不匀,似云斑状的泛白、霜白疵 病。(我们未对Tence)A一1 00做过实验)。 内相对位置及数量。 3 Tencel纤维混纺纱的结构 在我国一些厂家对Tencel纤维已进 行开发应用,但对其混纺纱的结构及织物 性能影响如何,还需进一步研究。为此,我 们从一个方面做了一些探索,因实验还不 广,还难作出有规律的结论,测试结果,供 参考和借鉴 3.1 Tencel纤维混纺纱的汉密尔顿转移 图11圩维额数分布示意图 由于Tencel纤维与棉、毛纤维的纱密 度及密度不同,故其截面积不等,为此必须 23~ 把每层纤维根数之比换算成横截面积之 比 设dr、dc分别为Tencel和棉、毛纤维 的线密度(dtex).PT·pc为对应的密度,则 Tencel纤维体积V 与棉(毛)纤维体积 Vc的比分数为CT—VT/Vc=d ×p丁/dc× Sc。将所得Tencel纤维(或棉、毛)在纱截 面各层的分布根数乘 C ,换算成体积分 布。 在此基础上,按汉密尔顿法求出在纱 线截面内Tencel纤维(或棉、毛)的实际体 积分布一次矩[FMu] 和Tencel纤维若 均匀分布的一次矩/FMu] 。并再计算出 Tencel纤维全部分布在纱芯的分布一次 矩[FMi] 若[FMu] >[FMa] ,则 Tencel纤维优先向截面内层转移,反之则 优先向外转移 通过[FMa]T、[FMu] 和 [FMi] 求出Tencel纤维的转移数Mr,如 表13 表l3转移指数 纱线类型 纤维类型 转穆指数M( ) Tencel ——9.67 环锭纺T30/C70 Cotton 环锭纺T70/C30 CTencel +7.79 otton Tencel +1.16 环锭纺TS0/W5 ̄ WooI 转杯纺T30/C?0 TeⅡcel 一10.49 Cotton 转杯纺T70/C30 17.eel +6.05 Cotton 转杯纺TSOIW5 ̄ Tencel 一3.44 WooI 喷气纺T30/C70 CTelicel 一7.6Z otton 喷气纺T70/C30 Tencel —l1.Z1 Cotton TeⅡcel +3.85 喷气纺TS0/W52 Wool 3.2测试结果分析 从表13可知: q)T/C 30/70混纺纱中,环锭纺、转杯 纺、喷气纺,Tencel纤维均优先向内转移, 转杯纺内转移趋势大  ̄T/C 70/30混纺纱中,环锭纺、转环 纺,Tencel纤维均优先向外转移,而喷气 纺则保持向内转移。 ③T/w 50/50混纺毛纱中,环锭纺、 喷气纺,Tencel纤维有向外转移趋势.而 转环纺则相反,但都不明显 混纺成份在纱截面的分布情况是生产 过程中某些阶段纤维转移效应的结果,它 不仅依赖于工艺因素.而且依赖于纤维的 性能。这一现象有待我们进一步扩大试验, 深入分析研究,从理论上找出其理论依据 和其规律。 为了科学评估纱线性能,必须详细分 析纱线的内部结构 纱线结构上的不规则 和横截面上纤维分布的不规则,会在很大 程度上影响纱线性能和品质。混纺纱中各 组分的纤维在妙截面经向所处的位置及其 分布数量不是均匀一致的,如某一组分纤 维优先分布在外层,另一组份纤维则可能 优先分布在内层 这将决定此种纱线的物 理机械性能和服用性能等 (主要作者:教授)