（纺织工程专业论文）蚕丝涤纶短纤维混纺纱及其针织物的性能研究.pdf

摘要 摘要 蚕丝是一种环保型纤维，与人体皮肤的相容性很好，如今随着人们环保意识的增强， 丝绸织物也越来越受到消费者的青睐。但由于其天生的细度不匀以及受湿干燥后易起绉 而不能得到充分的利用。将蚕丝短纤维脱胶后与涤纶纤维混纺，即发挥了蚕丝纤维的优 点，改善了条干，同时由于涤纶纤维的混入，在一定程度上改善丝绸织物的服用性能。 本文主要从原料的性能、纺纱工艺和原料成本出发，选择等级为a 级、细度为 2 2 2 2 2 4 d t e x 的蚕丝绞作为原料，在棉纺机器上对蚕丝短纤维与涤纶短纤维的混纺进行 了开发，在纺纱过程中主要解决了蚕丝、涤纶在混纺中绕锡林、皮辊的问题，以及五点 隔距的把握问题，找出了比较合理的纺纱工艺，纺出了六种不同混纺比( 分别为蚕丝 涤纶：0 1 0 0 、2 0 8 0 、4 0 6 0 、6 0 4 0 、8 0 2 0 、1 0 0 0 ) 的混纺纱。根据现有混纺纱的研究 状况，对这六种不同混纺比的纱进行了一系列的机械性能测试与分析，包括纱线的拉伸 性能、条干、毛羽和弯曲刚度。利用s p s s 统计分析软件分别对混纺纱的条干、拉伸性能、 弯曲刚度进行多项式回归分析，得出蚕丝涤纶混纺纱的各个性能与混纺比的关系，并 对各个混纺比的纱线性能作出对比。结果表明：随着蚕丝纤维含量在混纺纱中比例的增 加，混纺纱的条干显著改善了，而毛羽值则有增多的趋势，断裂强力和断裂伸长先降低 而后增大，抗弯刚度值逐渐减少。其次，在混纺纱拉伸性能简化模型的基础上，对不同 混纺比纱线的断裂强力与断裂伸长进行预测分析，将预测结果与实测结果进行对比分 析，验证了实测结果的准确性。应用模糊数学综合评价的方法对纱线的综合性能与混纺 比之间的关系，根据混纺纱的性能对纱线的混纺比进行了预测，为实际生产提供了便利。 在纬编大圆机上将上述混纺纱进行了试织，对试织的针织产品常规的服用性能进行测试 分析，包括织物的耐用性能：断裂强力、耐磨性、顶破强力，还有织物的抗皱性能、织 物的缩水率进行了测试，对比分析各个混纺纱针织物的性能，得出结论在蚕丝中加入涤 纶后织物的耐用性能、抗折皱性能都有所改善，织物的缩水现象也得到了提高。 关键词：蚕丝短纤维、涤纶、混纺比、性能研究、针织物 a b s t r a c t a b s t r a c t s i l ki sa l le c o f r i e n d l yf i b e r ，a n dt h ec o m p a t i b i l i t yo ft h es k i ng o o d a sn o w ，p e o p l e e n h a n c et h ea w a r e n e s so fe n v i r o n m e n t a l p r o t e c t i o n ，a n dt h es i l kf a b r i c sh a v eb e c o m e i n c r e a s i n g l yp o p u l a rw i t hc o n s u m e r s h o w e v e r ，s i l kc a n tb ef u l l yu t i l i z e db e c a u s eo fi t s u n e v e nn a t u r eo ft h ef i n e n e s sa n de a s yt ow r i n k l e sb yt h ew e t c t r y b l e n d i n gs h o r ts i l kb y r e t t i n gw i t hp o l y e s t e rc a ni m p r o v es i l k sf i n e n e s sa n df a b r i cw e a ra b i l i t y i nt h i sp a p e r ，i ts e l e c tt h ea l e v e lg r a d e s ，f o rt h ef i n e n e s so ft h es i l k2 2 2 2 4 4 d t e x h a n g e da sar a wm a t e r i a lb yt h ep e r f o r m a n c eo fr a wm a t e r i a l s ，s p i n n i n gp r o c e s sa n dt h ec o s t o fr a wm a t e r i a l s w ed e v e l o ps i l ka n dp o l y e s t e rs t a p l ef i b e rb l e n d e dy a r ni nt h ec o t t o n s p i n n i n gm a c h i n e s i nt h ep r o c e s so fs p i n n i n g ，w es o l v e dp r o b l e mo fe n w i n dt h ec y l i n d e ra n d r o l l e rb yt h es i l ka n dp o l y e s t e r ，a sw e l la st h eg a u g ea n dt h ed i s t a n c e5 ：0 0g r a s p w ei d e n t i f ya m o r er e a s o n a b l es p i n n i n gp r o c e s s ，s p i n n i n go u to ft h es i xd i f f e r e n tb l e n d sr a t i o ( f o rs i l k p o l y e s t e r ：0 10 0 ，2 0 8 0 ，4 0 6 0 ，6 0 4 0 ，8 0 2 0 ，10 0 o ) b l e n d e dy a m s u n d e rt h ee x i s t i n g c o n d i t i o n so fb l e n d e dy a m ，i th a dc a r r i e do u tas e r i e so fp e r f o r m a n c et e s ta n a l y s i s ，i n c l u d i n g y a mt e n s i l ep r o p e r t i e s ，i r r e g u l a r i t yt e s t ，h a i r i n e s s ，b e n d i n gr i g i d i t y i td e r i v a t e st h e r e l a t i o n s h i pb e t w e e nb l e n d i n gr a t i oa n di r r e g u l a r i t yt e s tb yt h es t a t i s t i c a la n a l y s i so fs p s s s o f t w a r e t h e nc o n c l u d et h ec o m er e l a t i o n s h i pb e t w e e nv a r i o u sp r o p e r t i e sa n db l e n dr a t i of o r s i l k p o l y e s t e rb l e n d e dy a r n t h er e s u l t ss h o wt h a t ：w i t ht h es i l kf i b e ri n c r e a s ei nt h ec o n t e n t o fb l e n d e dy a m ，t h ef i n e n e s si m p r o v e ，t h e r eh a sb e e nap r o l i f e r a t i o no fh a i r i n e s st r e n d s ， b r e a k i n gs t r e n g t ha n de l o n g a t i o na tb r e a kr e d u c ei nt h eb e g i n n i n gb u tt h e ni n c r e a s e d ，b e n d i n g s t i f f n e s sv a l u er e d u c e dg r a d u a l l y s e c o n d l y ，b a s e do nt h es i m p l i f i e dm o d e lo fb l e n d e dy a m d r a w i n gp r o p e r t y , i tp r e d i c t e db l e n d e dy a m s s t r e n g t ha n ds t r e s s s t r a i n ac o m p a r i s o no f p r e d i c t e da n de x p e r i m e n t a lr e s u l t sp r o d u c e dag o o da g r e e m e n tf o rs i l k p o l y e s t e ry a m s t h e r e l a t i o ns h i po fy a m p r o p e r t i e sa n db l e n dr a t i oi sd i s c u s s e db yf u z z ym a t hm e t h o d i tf o r e c a s t t h eb l e n dr a t i oa c c o r d i n gt ot h ep e r f o r m a n c eo ft h eb l e n d e dw h i c hg i v et h ea c t u a lp r o d u c t i o n f o raf a c i l i t a t e d i tk n i t st h eb l e n d e dy a mo nc i r c u l a rk n i t t i n gm a c h i n e t h ep e r f o r m a n c eo ft h e w e a ra b i l i t yi n c l u d i n gd u r a b i l i t ya n db r e a k i n gs t r e n g t ha n db u r s t i n gs t r e n g t hi st e s t e da n d a n a l y z e d i ta l s ot e s t st h ea n t i c r e a s ep r o p e r t i e sa n ds h r i n k a g eo ft h ef a b r i c s i nc o n c l u s i o n ， p e r f o r m a n c eo fk n i t t e df a b r i cw i t hs i l ka n dp o l y e s t e rb l e n d e dy a mt u r n e dt ob e t t e rt h a nt h e p u r es i l k s k e y w o r d s ：s i l ks t a p l ef i b e r ；p o l y e s t e r ；b l e n d e dr a t i o ；p r o p e r t ya n a l y z e ；k i t t i n gf a b r i c i i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导- f 进, f i - 的研究工作及取 得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得江南 大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志 对本研究所做的4 - z - 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意 签名：日 期： 摘堡堡 型墅旦叠堕盈 f 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定： 江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允 许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文， 并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 签名： 导师签名： 。巡臣；耻皿一 日 期： 8 弓讫 第一章绪论 第一章绪论 丝绸是中国的“瑰宝”、绚丽多彩、驰誉中外，是中华民族文化价值的象征，茧丝 绸被誉为纤维制品中的皇后，它作为蛋白质纤维家族中一颗璀璨的明珠带给人类无比的 美丽和无限的遐想，它赐给人类优良的服用性能和高雅的外观效果，传承着中国古老的 纺织文化和生产技艺，其生产和使用的历史已达四、五千年之久。 桑蚕丝是天然蛋白质纤维中最珍贵的特种纤维，其由1 8 种氨基酸组成，与人体的 肌肤有亲和作用；桑蚕丝还具有纤度细、手感柔软、光泽柔和、吸湿透气性好等优点。 用桑蚕丝织造而成的产品在视觉上可以给人一种无法比拟的视觉舒适感：轻薄的蚕丝织 物飘逸柔软；庄重、典雅、高贵华丽；它的光泽深沉含蓄，看上去文雅而大方。蚕丝织 物的手感和触感又是无与伦比的：它柔软、滑糯、而又略带爽挺的身骨是其它纤维织物 所没有的。真丝由蛋白质纤维组成，它和人体皮肤极好的生物相容性，对人体皮肤刺激 摩擦小，穿着时舒适感极好。蚕丝是由1 0 0 - - 2 0 0 根微细丝组成，而每根微细丝又由9 0 0 1 0 0 0 根巨原纤集合而成，它的空隙率很大，这就使得蚕丝织物的吸湿导湿性好，而这 些空隙又形成了真丝织物特有的风格：覆盖率好、舒适、蓬松和很好的保温性能。 虽然桑蚕丝织物已拥有如上所述的众多优点，然而并非是十全十美的。纯桑蚕丝价 格昂贵、且因其含有丝胶导致伸度较低、可编织性差，其织物弹性较差、受湿后再干燥 后易起皱，且洗涤后易退色，穿着时会产生湿后贴身的现象，这些至使其服用领域大大 缩小。如何克服这种缺点，充分发挥其优点是研究者一直以来所追求的目标。针对这些 缺陷，研究者们通过将多组分纤维通过混纺、交织、合股、包芯、包覆、交捻等方式组 合成丝绸纺织品，改善丝绸的服用缺陷。 纺织加工过程中进行纤维混纺已有相当久远的历史，特别是随着化学纤维的发展， 开发符合最终用途需要的新产品的驱动，混纺己被广泛地采用。本文主要通过混纺的方 式来改善丝织品的服用性能和编织性能。纤维的混纺是二十世纪中期逐渐成熟起来的一 种纺织技术，九十年代后期，混纺产品己在世界各地兴起。采用混纺的目的和意义可以 归结如下： l 、增加产品品种，改善产品风格，提高织物服用性能 不同纤维原料制成的织物，具有不同的性能，棉织物吸湿透气性好，穿着柔软、舒 适，但是保形性差；麻织物以其自然、清爽、吸湿透气性好、无磁场、无静电、防腐抑菌、 卫生保健、防紫外线等特点深受国际市场的青睐，但是其弹性差、容易产生折皱等缺点 又制约它的应用；毛织物手感柔软、光泽柔和、色调雅致，具有优异的吸湿性，良好的 保暖性、拒水性和悬垂性，弹性好，耐脏耐用，是一种高档衣用面料，它的主要缺点是 容易毡缩；涤纶织物稍经物理加工，就有很好的保形性，但其吸湿透气性差，穿着有闷 热感，在加工和穿着过程中容易产生静电；蚕丝织物则有吸湿透湿性好，手感柔软，与 皮肤有很好的亲和力，但其抗皱性差。不同的纤维原料，具有不同的性能，通过混纺可 以在性能上相互取长补短。 2 、充分利用纺织原料，发挥不同性质纤维的特点，提高可纺可织性，降低产品成 江南人学硕十学位论文 本。目前，随着环保和保健意识的增强，消费者比较青睐天然纤维织物。但是由于受种 植和养殖条件的限制，天然纤维原料并不能满足需求，致使天然纤维纺织品价格较高。 在天然纤维中混入化纤，则可以降低产品成本。 3 、减少织物的后整理加工，降低环境污染 改善服用纺织品性能的方法多种多样，有物理方法、化学方法和生物方法等等，如 通过树脂整理赋予棉、麻织物的抗皱性、毛织物的抗毡缩性，通过抗静电整理改善涤纶 织物的静电现象等，另一种方法是通过混纺的方式，利用纤维间性能互补的原则，改善 织物的服用性能，尽量减少后续的化学加工过程，如用涤纶和棉、毛、丝、麻等纤维混 纺，在改善涤纶纤维的抗静电性、吸湿透气性的同时，提高棉、麻、丝、毛织物的抗皱 性。用物理的方法解决化学的问题，减少对环境的污染。 众所周知，在纺织原料中，涤纶纤维是一种化学纤维，它具有许多优良的特性，如 强度高，弹性恢复性能好，伸长大，耐磨性好，而且涤纶纤维还有较好的耐热性能和稳 定性能，在常温下有很好的使用性能。而利用涤纶纤维生产的织物，最大的优点就是抗 皱性和保形性好，挺括不皱，尺寸稳定，易洗快干。将蚕丝纤维与涤纶纤维混纺所织织 物正好能弥补蚕丝织物的弹性差、尺寸不稳定的缺点，以及涤纶纤维的吸湿性比较差的 不足之处。本课题拟定为“蚕丝涤纶短纤维混纺纱及其针织物性能研究”。 1 1 国内外蚕丝涤纶混纺织物的研究现状 对于混纺织物的开发主要集中在一下几个阶段： 六十年代初期，混纺织物的开发才刚刚开始，主要集中在利用化学纤维涤纶与一些 常规纤维进行混纺上。比如说，首先i m c h e m i n d s 公司对涤棉混纺可以改善纯纺织物 的最终性能进行了探讨，并对混纺比、纱线支数、捻系数、经纬纱密度影响混纺织物性 能的情况进行了讨论，推荐一些适合做衬衣、裙子、套装、牛仔布等的特殊用途的织物 结构。德国j l u n e n s c h l o s s 对涤棉混纺织物的拉伸性能、折皱回复角与混纺组份、纱支 数、纱捻度之间的关系进行了初步探讨，并进行定性描述。而此时关于蚕丝混纺的报道 几乎没有，仅仅日本曾报道过利用蚕丝与其它的长丝进行复合来编织织物以改善蚕丝织 物的服用性能，扩大蚕丝的供应量。 八十年代中期开始，随着纺织工业的发展，用来混纺的纤维原料品种也越来越多， d e m a r t i n or n ，y o o nh n t 卜3 j 等对涤纶棉混纺改善涤纶舒适性进行了研究，指出天然纤 维与化学纤维混纺，可改善化学纤维的舒适性。p e t e r s o ne a t 4 】对涤纶棉( 1 0 0 0 ，8 0 2 0 ， 6 5 3 5 ) 混纺织物的性能进行比较，发现涤纶棉( 8 0 2 0 ) 混纺织物的一些服用性能比当时在 美国市场上较为流行的涤纶棉( 6 5 3 5 ) 更为理想。h a d i m a n ivv 5 1 等探讨了废蚕丝与涤 纶的混纺开发的可行性，并且探讨了不同混纺纱的性能，得出利用废蚕丝与涤纶混纺可 以降低生产织物成本。b h a r g a r ags 【6 】等对涤纶棉、涤纶粘胶混纺织物的断裂强度、断 裂伸长、抗弯刚度、透气性与混纺组份和织物经、纬密度之间的关系进行了探讨，结果 表明，随着涤纶含量的降低，织物延伸性下降、柔软度、透气性提高，随着织物密度的 增大，其延伸度提高、柔软度、透气性下降。而此时国内对蚕丝混纺产品的开发主要集 中在用蚕丝下脚料做的桑蚕棉球与一些常规的纤维进行混纺，相继开发了绢丝与羊绒、 2 第一章绪论 绢丝与羊毛、绢丝与麻、绢丝与棉、绢丝与涤纶等绢丝混纺产品【7 12 1 。比如潘鸿梁等人 将娟丝与羊绒混纺，开发丝绒织物，赵安等人在棉纺设备上对绢丝与羊毛混纺进行了初 步探讨，指出在棉纺设备上进行绢丝与羊毛混纺是可行的，开发了3 4 支2 、6 8 支2 及 8 0 支2 的绢毛混纺纱线，并用3 4 支2 织造成印花毛衫和连衣裙，指出绢毛混纺织物的 特点及其在棉纺设备上混纺的优越性。赵安等人在棉纺设备上对绢丝与羊毛混纺进行了 初步探讨，指出在棉纺设备上进行绢丝与羊毛混纺是可行的，开发了3 4 支2 、6 8 支2 及8 0 支2 的绢毛混纺纱线，并用3 4 支2 织造成印花毛衫和连衣裙，指出绢毛混纺织物 的特点及其在棉纺设备上混纺的优越性。1 9 8 5 年，由东华大学教授俞权开发了在绢纺机 器上选用不同的绢、涤原料比例进行混纺，试纺绢涤混纺比为6 5 3 5 、5 0 5 0 、3 5 6 5 的 纱线，对混纺纱的成纱结构和混纺纱的表观直径和纱中两种纤维的径向分布做了研究， 分析了成纱的性能；用各种不同绢涤混纺比的纱线在机织机上试织成了绢纺绸，对其服 用性能包括织物的透气性、折皱回复性能、耐磨性能做了测试与分析，证明了将两种性 能差异大的纤维混纺，取长补短，可以改善织物的服用性能 九十年开始，由于人们对服装性能要求越来越高，随着纺织技术的发展，用来混纺 的纤维品种越来越多，同时，由于环境意识的日益增强，天然纤维越来越受到消费者的 欢迎。利用混纺的方式改善天然纤维本身固有的缺点，改善织物性能，降低成本得到消 费者、生产者的普遍认可。蚕丝混纺的开发也有了一个新的发展。相继开发了涤纶和废 蚕丝、柞蚕丝和涤纶、聚丙烯腈与蚕丝、苎麻与废蚕丝、棉和废蚕丝等二元混纺。张加 宁【1 3 】对丝棉的混纺开发进行了可行性探讨，t y a g igk 【1 4 】在涤纶纤维中混入少量的废蚕 丝并对混纺纱线的单纱强力、断裂伸长、不匀、毛羽以及耐磨性性能做了研究。陈祥平、 夏新霞【”】利用桑绢、苎麻两种天然纤维的特点，设计出风格各异的绢麻混纺织物。f a t i m a a 【1 6 】开发了废的柞蚕丝与涤纶混纺产品，探讨了合理的混纺工艺。李美玉【i7 】对绢麻纤维 混纺纱产品进行物理技术性能及量的分析；介绍了绢麻混纺纱混纺比和混和方法的关系 及混纺比的测定方法。k a l i t ab ，s u nys h a oz 等【1 8 19 】将苎麻与各种形式下的废蚕丝进 行混纺，并将其与苎麻和其它纤维进行混纺的纱线进行了比较，探讨了混纺纱线的断裂 强力和断裂伸长等品质指标。1 9 9 8 年，李林甫【2 0 】首先提出利用短纤化真丝与羊毛混纺， 开发出的短纤化真丝与绢纺丝不同，是由茧直接缫得的，具有光泽好、白、柔软、膨松、 丝斑类节少、纤度均匀的特性，但用作西装面料时，存在防绉、保温性差的缺点，以此 为改善目标，考虑到天然纤维羊毛具有防绉、保温及优良的弹性性能是良好的服装面料， 用其与短纤化真丝进行混纺，讨论了它作为服装面料的性能。 最近的资料报道，k u m a rr 【2 l 】在棉纺机器上对蚕丝混纺纱的可行性进行了开发和探 讨，并将其纱线的性能与棉纱线进行了比较，得出在棉纱系统上能开发蚕丝纱线的结论， 并对蚕丝混纺的织物与混纺比之间的关系进行了研究，探讨了织物断裂强度、断裂伸长 率随混纺比不同的变化情况。随后d r e a nj y 等【2 2 】又在棉纱系统上对废蚕丝与棉混纺进 行了开发，并提出蚕丝下脚料与其它纤维混纺，可使得混纺的纱线具有更高的韧性和更 好的均匀度。 进入新的世纪以后，研究人员更是充分发挥自己的知识，利用新型纤维与蚕丝混纺， 江南大学硕七学位论文 如竹纤维与蚕丝混纺、大豆蛋白纤维与蚕丝混纺、m o d e l 纤维与蚕丝混纺、涤纶与大豆 蛋白混纺、涤纶与苎麻天丝混纺等等，并对所开发的混纺纱进行各种性能测试【2 3 2 8 1 。 综合上述国内外情况看，研究人员虽然对废蚕丝混纺纱的开发进行了探讨，但没有 直接使用生丝短纤维进行混纺纱开发的；而蚕丝涤纶混纺纱线的性能测试以及混纺比与 纱线性能之间的关系的分析也少之甚少；将混纺纱用与针织物编织的报道几乎没有。本 文将系统地对蚕丝涤纶混纺纱的性能，针织物的服用性能进行测试分析。 1 2 蚕丝产品的性能特点 1 2 1 桑蚕丝的服用性能 桑蚕丝是天然蛋白质纤维。它的化学组成，因蚕的品种、季节、产地和饲养的条件 不同有所差异，桑蚕丝柔软光滑，富有光泽，是极为珍贵的纺织原料。 桑含有丝氨酸等十八种氨基酸，由于这些氨基酸的分子结构上大多含有亲水性的基 团，因此蚕丝具有良好的吸湿性和抗静电性。蚕丝在标准状态下回潮率为1 1 ，在相对 湿度较高时，最多可达3 0 ，而手感不觉潮湿，由于吸湿性好，所以夏季穿着真丝服装 感到特别凉爽。又因为蚕丝为多孔性物质，其保湿性好，是热的不良导体，所以真丝又 适宜制作冬天丝质的厚外套。 蚕丝强力较大，一般在3 - - 4 9 f d ，湿强稍低，相当于干强的8 0 左右，湿态回弹 性差，在家庭洗涤和受湿时易起皱，所以在洗涤真丝织物时不宜强力搓洗及拧干。 蚕丝的绝缘性和耐热性较好。蚕丝的主要特点是不耐酸、碱、盐，蚕丝的耐碱性远 低于棉、麻等纤维，即使在低浓度弱碱溶液中也能溶解丝胶，所以丝织物不宜用碱性大 的肥皂洗涤。酸类对丝纤维的作用没有碱类强烈，但是当浓度与温度升高时，也会使其 膨胀而溶解。蚕丝不耐盐，如将丝纤维放入o 5 食盐中浸泡1 5 个月，会使丝纤维组织 破坏，所以丝织品受汗水浸蚀后，就会出现一些黄褐色的斑点，影响其牢度，甚至造成 破洞。因此各种真丝服装必须勤换勤洗。 1 2 2 桑蚕丝的编织性能 根据实习期间走访调查，生丝的编织性能有许多局限性。首先，能够上大圆机织造 的生丝在等级选取上有着严格的限制，只有达到3 a 级以上的生丝才能上机织造，等级 差的生丝会影响织物的质量；其次，生丝由于天生的细度不匀，在大圆机上织造时，会 在织物表面形成横疵；再者，由于圆机的每一成圈路数中需要数根白厂丝，每根丝均由 一只积极输线器，这就会使得大圆机的路数利用率大大降低，从而使得工厂效益降低。 1 3 研究蚕丝与涤纶混纺纱性能的目的和意义 一直以来，用蚕丝所生产的产品深受消费者的喜爱。但是由于纺织纤维各有优缺点， 到如今为止，还没有一种纺织纤维是十全十美的，能全面满足人们对衣着的要求，桑蚕丝 织物也是如此。纯桑蚕丝织物存在着如下的一些问题： 首先，桑蚕丝由于其含有丝胶、抗弯刚度较大，故其可编织性较差。在天然纤维、 化学纤维等所有纺织材料中，无论采用针织工艺还是机织工艺，桑蚕丝的可编织性最差： 其次，由于生丝是由蚕自然吐丝并合而成，其天生的细度不匀，在针织纬编过程中 极易产生横条疵弊病，由此使得大圆机的几十个路数只能够用几个路数，致使针织绸生 4 第一章绪论 产率低下。 其三，在国内圆机上现一般采用干织工艺，这种干织工艺对生丝的等级有一定的要 求，只有3 a 级以上才能上机编织，而3 a 级以下的生丝却不能够得到充分的应用。 其四，用蚕丝生产的服装在穿着过程中，受湿后易皱、易缩、难以“伺候”。 其五，真丝绸一般用于春夏服装，很少有用于中高档服装的。 目前国内外在这一方面的研究还很少，本课题着重于蚕丝涤纶短纤维混纺纱及其 针织物的性能测试与分析，研究本课题具有以下意义： ( 1 ) 提高真丝产品质量：蚕丝短纤维纱线没有茧丝的丝胶，纱线的弹性、摩擦系 数等物理机械性能较好，能满足工艺的编织要求：特别是蚕丝短纤维纱线细度均匀，改 善了产品质量，能有效的解决纬编大圆机编织真丝织物的横条疵点，提高真丝产品质量。 ( 2 ) 缩短工艺流程：原真丝织物在针织之前必须经过数次摇丝，一般都要经过四 次摇丝将2 2 2 d t e x 2 4 4 d t e x 的生丝并合成1 1 1 1 d t e x 左右的筒丝才能上机织造，采用短纤 维纺纱可通过棉纺设备流程直接纺成需要的高支纱，从而减少流程。 ( 3 ) 提高生产效率：传统真丝针织生产工艺，其生产效率较低，以真丝纬编大圆 机为例，虽然具有七、八十路的机器、实际上机织造时只能采用8 路左右。其主要原因 有二：一是每一路往往都有4 5 根真丝丝线，而一根丝线就要占用一只输纱器及导纱 器；第二，大圆机生产由于各路弯纱三角的工艺位置很难调试成统一流程，所以，极易 产生横条疵点，再加上真丝本身天生的细度不匀，故真丝横条疵是其通病，只好通过降 低路数来控制。然而，采用真丝短纤维纱线在大圆机上织造可以用足机器上的实际路数， 从而提高生产效率。 ( 4 ) 提高花纹设计潜能：大圆机上的花纹设计与机器的进线路数等技术参数切切 相关。用桑蚕丝上机织造时由于仅用8 路左右，其花纹设计潜能受到大大限制，织物风 格、花纹效果受到大大影响。采用本课题的真丝短纤维上机织造，由于可以用足机器上 的实际的进线路数，大大提高花纹的设计潜能，能充分体现了大圆机产品的特色。 ( 5 ) 改善吸湿导湿以及染色性能：短纤维混纺纱的吸湿、导湿性比长丝要好的多， 故其真丝短纤维针织产品比纯真丝针织产品具有更好的吸湿导湿性。正是由于其好的吸 湿性，它的染色性能也将得到很大的提高。 ( 6 ) 改变传统的“夏穿绸，冬穿袄”的习惯：传统的真丝绸都是采用细度细的真 丝编织轻薄的夏季服装，充分体现丝绸的飘逸美感，而采用真丝短纤维纺出的纱线可以 适合低机号生产厚重的织物，譬如：在横机上编织一定厚型的真丝毛衫，或者在其它设 备上生产真丝中高档面料。此外，利用其吸湿导湿性好的特性，还可以编织保暖性织物。 ( 7 ) 提高防缩抗皱性：真丝绸织物尺寸稳定性差是人所皆知的，而化学纤维涤纶 的最大特点就是抗皱保型性好。利用真丝短纤维与涤纶纤维进行混纺，其抗皱性相对于 纯真丝织物来说，在很大程度上得到了改善。 1 4 本课题研究的主要内容 本课题主要着重于对蚕丝短纤维混纺纱线和织物性能的研究，根据目前的生产需 要，研究的状况，本课题开展的主要研究内容如下： 江南大学硕十学何论文 ( 1 ) 对切断后的蚕丝短纤维进行脱胶处理，在棉纺机上对蚕丝短纤维与涤纶纤维的 混纺纱线的开发进行探讨，找出一种适宜的纺纱工艺。 ( 2 ) 根据现有的混纺纱的研究状况，对纱线进行了一系列的性能测试分析，包括纱 线的拉伸性能，纱线的条干，毛羽，纱线的弯曲刚度。对不同混纺比的混纺纱的断裂强 力与断裂伸长进行预测分析，将预测结果与实测结果进行对比分析。应用用模糊数学的 方法研究和处理纱线的综合性能与混纺比之间的关系。 ( 3 ) 在大圆机上进行产品的试织，对试织的针织产品常规的服用性能进行测试分析， 包括织物的强力性能、抗皱性能等。 6 第二帝蚕丝涤纶混纺纱的开发 第二章蚕丝涤纶混纺纱的开发 2 1 纺前准备 2 1 1 原料的选择 桑蚕丝按其匀度、洁净、强力、伸长和抱和等指标，可以分成6 a 、5 a 、4 a 、3 a 、 2 a 、a 、b 、c 、d 、e 、f 十一级及等外品，在评上等级的丝中，6 a 级丝的品质最佳，f 级最差。综合考虑丝的质量和成本因素，一般丝绸产：品常用的生丝等级为3 a 级以上，不 但3 a 级以下的生丝得不到合理的应用，而且即使是3 a 级以上的生丝，由于其天生的细度 不匀，在针织生产过程中极易出现横条疵现象，所以真丝可编织性差。在本试验中选择 的丝纤维材料为a 级( 等级越低价格越低) 、细度是2 22 2 4 4 d t e x 的桑蚕丝绞作为原料。 2 12 原料的切断 在棉纺机器上进行纺纱时口9 i ，当纤维的线密度在il d t e x l7 d t e x 时，纤维的长度可 选择3 2 m m 、3 5 r a m 或3 8 r m m ，常用于生产细特纱和质地较紧密的薄型织物。生丝是由数 根茧丝经并合后缫丝而成，因此它是一种长丝，并不能直接用于棉纺机上进行纺纱，必 须对其进行切短处理。根据相关资料记载啪) ，桑蚕茧丝的脱胶后的纤度约在l d t e x 2 d t e x 之自| ，又考虑到生产的针织物为薄型，根据上述棉纺机上原材料的选择要求，因此最终 选定剪切纤维长度为3 8 m m 。利用滁州华威科技有限公司生产的f n 9 0 2 型纤维切断机， 将等级为a 级、细度是2 22 2 44 d t e x 的桑蚕丝绞剪成3 8 m m 的丝束段。如图2 一l 所示： 图21 蚕丝短纤堆 在本试验中用到的另一种纤维材料涤纶则直接从化纤公司购买，根据蚕丝的剪切长 度及细度范围购买的涤纶纤维材料的规格为3 8 m m x 22 2 d t e x 。 21 3 蚕丝短纤雏的脱胶 2 1 3 1 脱胶原理 蚕丝纤维是一种天然蛋白质纤维，主要由丝索和丝胶两部分组成。蚕儿吐丝作茧时， 靠后部两条绢丝腺器壁的收缩，液体丝素受到挤压，故茧丝的截面形态是两根丝素被丝 胶所包裹并胶合的二元构造，而每根丝素又有8 0 - - 1 2 0 根细纤维粘合而成。丝胶蛋白包 覆着丝素蛋白，约占总重的1 9 2 8 ，经精练除去大部分；丝素蛋白约为7 2 8 1 ， 江南大学硕 学位论文 此外还有一些非蛋白质成分。 为了去除蚕丝纤维上的丝胶、杂质，使其呈现天然的光泽、柔软的手感和优良的服 用性能，蚕丝织物必须经过精炼脱胶。现纺制蚕丝短纤维纱线，为了将生丝中的台股纤 维分离开，也必须进行脱胶。丝胶与丝素虽然都是蛋白质，但是它们的氨基酸组成、排 列以及超分子结构都存在着很大的差异，因而水、化学助剂等对丝绞、丝素的作用明显 不同。精炼脱胶的原理就在于丝绞和丝素的这一不同特性，采用适当的工艺条件和方法， 达到去除丝胶而不损伤丝素的h 的。 2 1 32 脱肢设备 电炉一个；自各容积为2 0 l 的铝锅一个：容积为3 0 0 0 m l 的烧杯一个；容积为2 5 0 m l 的烧杯2 个：滴管2 个：温度计一个；称重的电子大平一个。 2 1 3 3 脱胶实验 蚕丝的脱胶工艺如表2 1 表2 1 ：蚕丝脱腔的工艺 根据上述脱胶工艺对切断后的蚕丝进行脱胶。在天平上称取蚕丝短纤维，称重后备 用，用滴管和烧杯分别将助剂和泡化碱根据上表中的比例要求在天平上称重备用，最后 根据比例称好碳酸钠的量。准备好原料后，用容积为3 0 0 0 m l 的烧杯量取水贮入铝锅中， 注满后将其放在电炉上加热，当温度达到3 0 时，将助剂、泡化碱和碳酸钠加入水中， 用玻璃棒搅匀后，将蚕丝短纤维加入锅中用玻璃棒搅匀，盖上锅盖加热至9 0 ，之后敞 口煮，这是为了防止温度过高而破坏蚕丝纤维，敞口煮3 0 m i n ，在其间用玻璃棒不停的 搅拌以能够使蚕丝充分吸收溶液中的助剂而脱胶成单纤维丝。 将脱胶后的丝束短纤维先在9 0 热水中冲洗后，再置于6 0 c 热水中冲洗，最后 用冷水洗净。轻轻挤压掉纤维中的少许水分，在室温条件下阴干。阴干后的蚕丝短纤维 放在室温条件下搁置4 8 h 。最后得到脱胶的蚕丝短纤维如图2 - 2 所示： 图2 - 2 脱胶后的蚕丝短纤维 第二章蚕丝涤纶混纺纱的开发 2 2 蚕丝短纤维性能测试 2 2 1 纤维细度 按照国家标准g b t1 4 3 3 5 9 3 规定的测试方法。采用y 1 7 1 型纤维切断器( 1 0 m m ) 切取一定长度的蚕丝纤维，经称重计数根数，根据定长制细度定义求出纤维细度。 2 2 2 纤维回潮率测试 按照标准g b 5 8 8 3 8 6 规定的测试方法： 回潮率( ) = ( g ( 而) g o x1 0 0 其中：g 一室温下试样的重量； g o 一烘至恒重时试样的重量 2 2 3 纤维强度测试 按照标准g b 5 8 8 6 8 6 ，采用y g 0 0 1 a 一1 型电子单纤维强力机，夹持距离为1 0 m m ， 拉伸速度为1 0 m m m i n ，预加张力为o 5 + 0 0 5 c n ，两种试样测试次数各为3 0 次，取其平 均值。 根据上述标准测得蚕丝短纤维和涤纶短纤维的物理技术指标如表2 2 ： 表2 - 2 蚕丝，涤纶短纤维的物理指标 2 3 纺纱工艺 工艺流程：纺纱工艺如下：蚕丝、涤纶短纤维人工混合一a 0 3 6 开松机一a 1 8 6 梳 棉机一f a 31 1 并条机一a 4 2 5 e 粗纱机- - - - f a 5 0 3 细纱机。根据实验需要开发蚕丝涤纶混 纺比例如下的纱线：0 1 0 0 、2 0 8 0 、4 0 6 0 、6 0 4 0 、8 0 2 0 、1 0 0 0 ，纱线的细度为1 4 5 t e x ， 纱线捻系数为3 2 0 。下面分别讲述各个工序的工艺要点。 2 3 1 混合 混纺纱线的原料混合均匀与否不仅影响纱线的物理机械性能，还影响织物的染色均 匀性，尤其是天然纤维与化纤之问进行混方时。目前，生产上常用混和方法有棉包混合、 棉条混合、称重混合三种。在本试验中，因为蚕丝与涤纶纤维的量并不是很多，因此采 用将蚕丝短纤维与涤纶短纤维进行人工称重混合的办法。因为涤纶和丝的电阻率比较 大，导电能力差，在纺纱过程中极易产生静电，而缠罗拉、皮辊、针板及其它梳理部件， 给生产带来极大的不便。因此，根据先前研究者的经验【1 0 1 3 3 1 1 ，在对羊毛与蚕丝混纺、 以及蚕丝与棉混纺时，先将丝、羊毛分别进行开松处理，然后再对羊毛、蚕丝纤维进行 雾状给油处理并装包存放搁置一段时间，使油水均匀渗透到纤维上。在本试验中，为了 防止在纺纱过程中纤维缠罗拉、皮辊、针板及其它梳理部件的现象的发生，将蚕丝与涤 9 江南人学硕+ 学位论文 纶短纤维在混纺之前进行加抗静电剂处理，再密闭静置2 4 h 以后使用。在棉板上按照称 重混合的方法将蚕丝与涤纶纤维进行均匀混合，利用a 0 3 6 型开松机进行开松，制成棉 卷。在整个纺纱车间严格控制好温湿度，温度控制在2 2 左右，湿度则控制在6 5 左 右。 2 3 2 梳棉 经前道工序制成的棉卷，纤维多呈束、块状，因此要求进一步予以细致梳理，使束、 块纤维分离成单纤维状态，这就需要梳棉机的梳理。人们把梳棉机看成是纺纱厂的心脏， 就梳棉机来讲：它是利用包在刺棍、锡林、道夫、盖板上的针布对纤维进行梳理加工的。 在梳理过程中，完成将纤维束分梳成单纤维，将各纤维均匀、混合，并请除尘杂疵点和 短绒。蚕丝短纤维与涤纶短纤维不像棉纤维含有多种杂质，因此在梳棉工序中侧重于提 高纤维单纤维程度，使纤维得到充分梳理、纤维更加平行顺直。根据这些在制定工艺参 数时，宜采用“轻定量、低速度、松隔距、快转移”的工艺原则。梳棉主要工艺参数如 下：生条定量1 5 9 5 m ，刺棍转速8 6 0 r m i n ，锡林速度3 4 0 r m i n ，盖板线速度9 0 m m m i n ， 道夫转速2 0 r m i n ，锡林盖板五点隔距：0 2 3 m m 、0 2 0 m m 、0 2 0 m m 、0 2 0 m m 、0 2 3 m m 。 2 3 3 并条 蚕丝涤纶纤维材料经清、梳工序制成的生条已成为连续的条状半制品，但生条中大 部分纤维多为弯钩和屈曲状态，且有部分小棉束，还不能将它送到环锭细纱机或新型纺 纱机上直接纺成细纱，否则会影响成纱的质量。因此，生条必须经过并条工序。并条工 序的主要作用是改善条子的长片段不匀，增加纤维的伸直平行度，改善条子中的弯钩纤 维状态。由于在牵伸过程中蚕丝与涤纶纤维易缠罗拉、胶辊，在并条之前，首先对罗拉、 胶棍进行酸处理，以保证纺纱的顺利进行，罗拉隔距为4 5 m m x 5 0 m m 。纺纱时采用三道 并条8 根并合，其主要工艺参数如表2 3 ： 表2 - 3 ：并条工艺参数 2 3 4 粗纱 粗纱工序的主要任务是牵伸，进一步提高纤维的伸直平行分离度，改善条干，制成 质量良好的粗纱，以利于细纱机加工和控制成纱质量。为了减少意外牵伸，在细纱不出 现硬头的前提下，适当加大细纱的捻系数，以利于细纱后区牵伸时对纤维的控制。在 a 4 2 5 e 粗纱机上设定粗纱工艺参数为： 粗纱干定量：5 6 9 l o m ； 牵伸倍数：6 3 ； 罗拉隔距：1 2 m m x 2 2 m m x 2 6 m m ； 捻系数：8 5 ： 前罗拉速度：2 3 0 r m i n 。 l o 第二章蚕丝涤纶混纺纱的开发 2 3 5 细纱 细纱工序是成纱的最后一道工序，对成纱质量影响较大。为了满足大圆机上机织造 的要求，针织用纱要求很高。针织用纱应具有比机织用纱略低的捻度，如果捻度过高在 编织时不易被弯曲，还容易产生丝线扭曲打辫，并容易在布面上形成织疵，成圈机件亦 容易收到损伤，同时还会降低织物的弹性；如果捻度过低的话，会影响纱线的强力，增 加织造时的断头率，造成加工困难，而且还会降低织物的牢度。为了满足针织用纱的这 种质量要求，必须提高细纱的条干均匀度，选取适当的牵伸倍数和捻系数，尤其是后区 牵伸倍数的选择，在f a 5 0 3 细纱机上确定细纱工艺参数如下： 牵伸倍数：3 5 6 ； 罗拉隔距：1 9 m m x 2 5 m m ； 后区牵伸倍数：1 2 1 ； 细纱捻系数：3 2 0 ； 前罗拉速度：1 7 0 r m i n 。 2 4 本章小结 ( 1 ) 根据棉纤维的生产工艺，对生丝选取了3 8 m m 长度进行了剪切，选取了合理的 工艺对其进行了脱胶处理，并对脱胶后的蚕丝短纤维的物理性能进行了测试分析，以便 与以后的研究探讨。 ( 2 ) 在棉纺机器上对蚕丝短纤维与涤纶短纤维进行了试纺，指出在棉纺机上纺蚕 丝涤纶混纺纱时，对纤维要采用抗静电预处理，梳棉阶段侧重于提高纤维单纤维程度， 锡林盖板五点隔距选用：0 2 3 m m 、0 2 0 m m 、0 2 0 m m 、0 2 0 m m 、0 2 3 m m 。在并条阶 段要注意对罗拉、胶棍进行酸处理，以保证纺纱的顺利进行。纺纱中最主要的是要控制 好车间的温湿度和纺纱过程纤维缠罗拉的现象。 江南人学硕十学位论文 第三章蚕丝涤纶混纺纱线性能测试与分析 对于混纺纱，最常见的质量考核指标是纱线外观质量和内在质量。外观质量如条干、 粗细节、毛羽等；纱线的内在质量如强伸性等。本章将分节对这些性能进行了测试，并 用s p s s 统计分析软件对这些指标数据进行了回归分析，探讨了混纺纱的性能与混纺比之 间的关系，以及混纺纱线性能随着混纺比的变化情况。 3 - 1 实验仪器与方法 3 1 1 纱线条干 按照国家标准g b t 3 2 9 2 1 9 9 7 规定的测试方法。采用u t m o b 乌斯特条干均 匀度仪。 ( 1 ) 试验原理： 当纱线以一定的速度通过仪器平板电容器时，电容器的电容量将随介质，即纱线的 线密度变化而变化，将此电容量的变化出电路转换为电流变化，从而带动记录仪和其他 仪器变化，最后测定得纱线细度均