（纺织材料与纺织品设计专业论文）腈纶抗起球性能研究及面料的开发.pdf

腈纶抗起球性能研究及面料的开发 摘要 本课题研发了抗起球腈纶纤维面料。对抗起球腈纶机织精纺产品、腈纶薄型 针织产品的生产工艺、产品功能性及产品风格特征进行了研究分析，其中，细纱 工艺是本课题的重点和难点。要达到面料手感轻薄、挺括、爽滑的效果，需要较 低的纱线特数、较高的纱线捻度，使纱线结构紧密，细纱工序是关键。细纱又是 开发新品种，增加花色必不可少的工序。为了最终保证产品质量，本文以精纺腈 纶生产工艺过程为例，对细纱工艺进行先锋实验，克服难点，经过反复试验，利 用数学方法优化工艺设计，制定出了合理的细纱工艺。 面料设计要求腈纶织物由内衣向外衣转化，由中厚型向轻薄型转化，具有不 易起毛起球性，克服腈纶织物手感身骨差的缺点，本文制定出了合理的纺纱、织 造工艺和产品规格设计方案，对纯腈纶纱线与腈纶棉合股纱线质量、性能做出 对比，由此得出结论：纯纺腈纶、腈纶棉合股纱，不仅符合设计要求，而且可 以利用纤维各自特点，达到取长补短的目的。 本文对织物功能性进行了分析，比较了精纺机织腈纶面料、腈棉交织面料、 纯涤面料以及纱、线针织物的吸湿透气性。服用性能主要分析机织物的风格特征； 针织物分析表面性能，重点放在舒适性和织物风格方面。奠定了开发抗起球腈纶 面料产品的实用性、经济性，在抗起球腈纶应用领域具有深远意义。 机织精纺抗起球腈纶面料的开发为腈纶纤维的进一步开发利用找到了更大 的空间，而开发抗起球腈纶机织精纺产品既可以增加产品大类，增加花色品种， 提高腈纶产品功能性，改善织物风格，增加产品附加值，又可以使腈纶面料由内 衣转化成外衣，由中厚型向轻薄型转化，以低价优质拉动内需，为大众消费水平 所接受，发展中国纺织经济。 关键词抗起球腈纶，机织精纺，工艺，功能性，织物风格 f u z zb a l lr e s i s t i n g p r o p e r t yo fp o l y a c r y l o n i t r i cf i b e ra n d f a c i n gf a b r i c a b s t r a c t i nt h i sp a p e r , an e wf a c i n gf a b r i c u s i n gf u z zb a l lr e s i s t i n gp h y s i c a lm o d i f i e d p o l y a c r y l o n i t r i cf i b e rw a sd e v e l o p e d s t u d i e do nt h em a n u f a c t u r et e c h n i q u e ，p r o d u c t f u n c t i o na n ds t y l eo fp o l y a c r y l o n i t r i cw o r s t e dw o v e na n dt h i np o l y a c r y l o n i t r i c k n i t t i n gp r o d u c t s i nw h i c h ，t h es p i n n i n gt e c h n i q u ei si m p o r t a n ta n dd i f f i c u l t f o rt h e e f f e c to ff a c i n gf a b r i cf r i v o l i t yh a n d l e ，s t i i f , a n ds m o o t h ，t h ey a mm u s tb el o wy a m c o u n ta n dh i g ht w i s t i no r d e rt h ey a mi ss t r u c t u r et i g h t ，t h es p i n n i n gt e c h n i q u ei s i m p o r t a n t t h es p i n n i n gt e c h n i q u ei sa l s oa ni m p o r t a n tp r o g r a mi nd e v e l o p i n go fn e w p r o d u c t f o rt h ef i n a lq u a l i t yo fp r o d u c t ，t a k et h ec a s eo fp r o d u c i n gp r o g r a mo f w o r s t e dp o l y a c r y l o n i t r i c ，e x a m p l et e s t sw e r em a d ef o rt h es p i n n i n gt e c h n i q u e ，t h e l o g i c a ls p m m gt e c h n i q u ew a sp u to u ta f t e rt h et e c h n i c a ld e s i g nw a sm a t h e m a t i c a l o p t i m i z e d i nt h i sp a p e r , t h el o g i c a ls p i n n i n g ，w e a v i n gt e c h n i q u ea n dp r o d u c ts p e c i f i c a t i o n d e s i g np r o g r a mw e r em a d eb a s e d0 1 1t h a tt h ef a c i n gf a b r i cs h o u l db et r a n s f o r m e df r o m u n d e r c l o t h e st oo u t e r w e a r , f r o mm i d d l ea n dt h i c kt ol i g h ta n d 也i n ，a n dd i f f i c u l tt o f l u f f i n g ，a n dt og e to v e rt h ed e f e c ti nh a n d l eo fp o l y a c r y l o n i t r i cf a b r i c a f t e rh a v i n g c o m p a r e dt h eq u a l i t ya n dp r o p e r t y , ac o n c l u s i o nw a so b t a i n e dt h a tp o l y a c r y l o n i t r i c y a ma n dc o m p o s i t i o ny a mo fp o l y a c r y l o n i t r i ca n dc o t t o nm e e tw i t ht h ed e s i g n d e m a n d i n ga n dm a yc o m p l e m e m e a c ho t h e r i nt h ef a b r i c f u n c t i o n a l i t y , t h eh y g r o s c o p i c a n dv e n t i l a t e p r o p e r t y o f p o l y a c r y l o n i t r i cw o r s t e dw o v e n ，i n t e r w e a v i n gf a c i n gf a b r i co fp o l y a c r y l o n i t r i ca n d c o t t o n ，n e tp o l y e s t e rf a b r i c ，a n ds i n g l ey a r n ，y a r n sk n i t t i n gp r o d u c t sw e r ea n a l y z e d a n dc o m p a r e d i nw e a rp r o p e r t y , t h es t y l eo fw o v e na n ds u r f a c ep r o p e r t yo fk n i t t i n g p r o d u c t sw e r ea n a l y z e de s p e c i a l l yc o m f o r ta b i l i t ya n df a b r i c ss t y l e i ti sp r o f o u n da n d l a s t i n gm e 疽i n g i n p r a c t i c a b i l i t ya n de c o n o m i c a le f f i c i e n c y 赫da p p l y i n g o f p o l y a c r y l o n i t r i cp r o d u c t i tp r e s e n t e dal a r g e rd e v e l o p i n ga n du t i l i z i n gs p a c et h a tt h ed e v e l o p i n go ff u z z b a l lr e s i s t i n gf a c i n gf a b r i co fp o l y a c r y l o n i t r i cw o r s t e dw o v e n i tm a yi n c r e a s ep r o d u c t s o r t ，a s s o r t m e n t ，f u n c t i o n a l i t yo fp o l y a c r y l o n i t r i cp r o d u c t ，a n di m p r o v ef a b r i cs t y l e ， a n di n c r e a s et h ea d d i t i o n a lv a l u eo fp r o d u 吒a sw e l la st h ef a c i n gf a b r i ct r a n s f o r m f r o mu n d e r c l o t h e st oo u t e r w e a r , f r o mm i d d l ea n dt h i c kt ol i g h ta n dt h i n i tm a y d e v e l o pt h en a t i o n a ld e m a n df o rl o wi np r i c ea n dg o o di nq u a l i t ya n d b ea c c e p t e db y m a s s e sc o n s u m e r i tw i l lm a k et e x t i l ee c o n o m i c so fc h i n ad e v e l o p e d k e y w o r d s ：f u z zb a l lr e s i s t i n gp h y s i c a lm o d i f i e dp o l y a c r y l o n i t r i cf i b e r w o r s t e d w o v e n ，s p i n n i n gt e c h n i q u e ，f a b r i cf u n c t i o np r o p e r t y , f a b r i cs t y l e 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下进行的研究工 作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中 不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得云塑 些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。 学位论文作者签名：力前 签字日期：泐夕年2 月哆日 。 | 导师签名立莎轰l 签字日期_ 卢胡叼日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解丞洼王些太堂有关保留、使用学位论文 的规定。特授权丞洼王些太堂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，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇 编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印 件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：力豸亭 签字日期裤誓月琴日 导师签名： ? 抽l 签字日期跏卢夕月哆日 ， 学位论文的主要创新点 l 、原有腈纶纱线无论是针织用纱还是机织粗纺纱，都是利用腈纶纤维仿 毛特点采用纱线捻度较低，使其手感蓬松、柔软。 新开发抗起球腈纶面料采用新型抗起球腈纶纤维，优化纺纱工艺设计，降 低了纱线的特数、提高了纱线的捻度，使纱线结构紧密，以达到面料手感轻薄、 挺括、爽滑的效果。 2 、腈纶纤维多用于针织面料。机织面料中仿毛型面料也仅用于粗纺面料 ( 纱或半线织物) ，原因是腈纶纤维蓬松、抗起球性差；精纺工艺流程长，面料 较轻薄，织出的腈纶面料手感发漂，身骨差，易起球，所以在精纺面料中一般不 采用腈纶纤维。 新开发的抗起球腈纶面料属于机织仿毛型精纺面料( 线织物) ，目的是改善 其织物风格轻薄、挺括、滑爽、有身骨。既可增加产品大类，增加花色品种， 又可使腈纶面料由内衣向外衣转化，由中厚型向轻薄型转化。 3 、优化工艺制成的新型抗起球腈纶织物与同类型的涤纶薄型面料相比，其功 能性更好，如吸湿性、透气性。 4 、新型抗起球腈纶面料的开发，可以进一步拉动腈纶纤维市场，克服目前中 国腈纶市场走势疲软现状，发展中国纺织经济。预计2 0 1 0 年中国将成为世界最 大腈纶生产国( 占世界产量5 0 ) ，为进一步开拓腈纶市场，创新开发腈纶面料 奠定了基础，具有一定的经济实用价值。 第一章绪论 1 1 国内外研究概况 第一章绪论 1 1 1 腈纶起毛起球国内外研究概况 2 0 世纪7 0 年代起，国外就开始了对腈纶纤维进行抗起球的研究。例如 m o n t e r f i b e r 公司的i e a c r i ln p 、三菱人造丝公司的h 6 1 3 和孟山都公司的h p 等1 1 都是典型的抗起球腈纶。而国内对腈纶抗起毛起球的研究起步较晚，主要的抗起 球腈纶纤维市场一直被国外公司所垄断，直到2 0 0 4 年上海石化研发的抗起球腈 纶才填补了国内空白【2 】。国内外对于腈纶纤维起毛起球机理、起毛起球影响因素、 起毛起球的测试及评价方法都进行了相关研究。2 0 0 7 年起国内开始重点关注抗 起球腈纶纤维结构性能与产品开发【l o l 。 起毛起球问题在1 9 5 0 年之前并没有引起人们的重视，当时人们只简单的把 起毛起球现象认为是穿着过程中由于受摩擦作用影响织物所表现出来的一种特 征。1 9 4 5 年到1 9 5 0 年针织物的广泛使用和发展使得人们开始关注起球问题，而 合成纤维及与天然、化学纤维混纺织物的出现使起球问题变得严重起来。随后为 了追求时尚和高档化，服装逐渐趋向于手感柔软和轻薄化，这些往往通过减小捻 系数和织物表面覆盖率来实现；这就使得起毛起球问题变得更加严重【3 - 4 ，因为这 时它不仅仅是美观的问题，而且是一种磨损，并对织物结构产生了内在的威胁， 尤其是对那些由合成纤维混纺制成的针织物【5 1 。大约从1 9 5 4 年开始出现了关于 研究起球问题的文章。 服装材料在日常使用过程中，在实际穿用与洗涤过程中，不断经受摩擦， 在容易受到摩擦的部位上，材料表面的纤维端由于摩擦滑动面松散，露出材料表 面，并呈现出许多毛茸，即为“起毛”。若这些毛茸在继续穿用中不能及时脱落， 且继续受摩擦、卷曲而互相纠缠在一起，被揉成许多球形小粒，通常称为“起球 i q o 关于起毛起球过程的描述，早期g i n t i s 和m e a d 认为起毛起球的整个过程可 以分为三个阶段：第一，织物由于受到机械作用，纤维从织物表面显露出来；+ 第 二，露出织物表面的纤维缠结成一个球的形状；第三，球可能断裂或从织物中被 抽拔出来r 。1 9 8 5 年c o o k 提出将起球过程分为四个阶段：形成绒毛、缠结成球、 球体增长和球体掉落【3 】。 天津工业大学硕士学位论文 影响织物的起毛起球性能的因素主要有纤维特性、纺织工艺参数、染整后 加工、服用条件婵j 。 纤维的卷曲波形愈多，加捻时纤维不容易伸展，在摩擦过程中纤维容易松 动滑移，在纱线表面形成毛茸。因此，纤维卷曲性愈好，愈易起球。纤维愈细， 显露在纱线表面的纤维头端就多，纤维柔软性也愈好，因此细纤维比粗纤维易于 纠缠起球。从纤维长度来看，较短纤维比长纤维易于起毛起球，除纤维头端数多 的影响外，纤维间的摩擦力和抱合力也影响织物的起毛起球。长纤维之间的摩擦 力及抱合力大使纤维难以到织物表面，也就难纠缠起球。纱线的捻度和表面光洁 程度对起球也有较大影响，捻度高的纱线，纤维间抱合紧密，纱线在受到摩擦时， 纤维从纱线内滑移相对少，起球现象减少。纱线越光洁，表面毛茸则短而少，所 以光洁纱线不易起球。 组织结构疏松的织物比结构紧密的织物易起毛起球，结构紧密的织物与外 界物体摩擦时，不易产生毛茸。已经存在的毛茸，又由于纤维之间的摩擦阻力较 大，而不易滑到织物表面上来，故可减轻起毛起球现象。表面平整的织物不易起 毛起球，表面凹凸不平的织物易起毛起球。因此，胖花织物、普通花色织物、罗 纹织物、平针织物的抗起毛起球性是逐渐增加的。平纹织物的起球数少于缎纹和 斜纹【9 】。这是由于平纹织物的组织点交织次数最多，对纱线中纤维束缚较紧，防 止了毛茸的产生。斜纹织物的起球程度最为严重，在研磨的最初毛球密度就较高， 而且脱落速率较缓。 纱线或织物经染色及整理后，抗起球性将产生较大影响，这与染料助剂、 染整工艺条件有关，绞纱染色的纱线比用散毛染色或毛条染色的纱线易起球；成 衣染色的织物比纱线染色所织的织物易起球；织物经过定型，特别是经树脂整理 等处理后，其抗起毛起球性将大大增强。 一般情况下，织物在穿着时，所经受的摩擦越大，所受摩擦的次数越多， 则起球现象越严重。 目前国内对抗起球腈纶纤维结构性能研究【l o 】如图1 1 、图1 2 所示，与常 规腈纶纤维相比，抗起球腈纶纤维截面具有明显孔隙或裂纹，纤维大分子链的堆 砌紧密程度和分布不均匀，即纤维的物理机械指标下降【l 。其纵向出现凹凸明显 的沟槽，可增强纤维间的抱合力，使纤维的抗扭力矩增加，特殊的形态结构特征 为提高纤维抗起球性奠定了基础。 2 第一章绪论 罔i - 2 抗起球腈纶纤维纵面图( 2 0 0 0 倍 12 国内外腈纶纤维应用现状 1 l2 0 ) 腈纶纤维 目前，国际国内腈纶消费市场格局仍处于衣着类用途占主导地位【“】。腈纶 纤维有“合成羊毛”之美称，虽然腈纶纤维与羊毛的吸湿性、手感、缩绒性、弹性 等性能相比还有一定距离，但它具有不霉蛀、蓬松性好、压缩弹性好、保暖性好、 天津工业大学硕士学位论文 手感柔软，耐日晒、耐酸以及耐气候性良好，色彩鲜艳等优点，与涤纶、锦纶并 称为三大合成纤维，而且腈纶纤维比涤纶纤维吸湿性更好。 尽管腈纶纤维具有许多优点，但它存在一个严重缺陷就是极易起毛起球， 这就使得它的使用价值和服用性能大打折扣。因为这些粘附在织物表面的毛球， 容易使污物、灰尘粘附，影响外观，从而影响织物的手感、风格，大大降低了腈 纶织物的服用性能和服用价值。 预计2 0 1 0 年我国作为世界上最大的腈纶生产国( 占世界产量5 0 ) 和消费国， 在国际大环境和国内市场需求的影响下，在未来的几年内，腈纶产能将处于快速 增长状态。高端应用领域对腈纶纤维的需求将会呈现出快速增长的趋势【1 3 】。随着 纺织技术的发展和纺织品的高档化、功能化，新型抗起毛起球腈纶纤维的需求将 会逐年增加【1 4 1 。 1 1 2 ( 2 ) 腈纶纺纱加工系统及纱线特点 现有腈纶纺纱加工系统根据纱线用途分为：针织、粗纺机织加工两大类。 ( 一) 针织用纱纺纱加工系统： 腈纶纤维长度细度：棉型长度约为3 0 _ 4 0 n 皿，细度1 6 7 2 2 2 d t e x ( 1 5 2 d ) ； 毛型长度一般为7 0 - - 1 5 0 m m ，细度为3 3 3 一5 5 d t e x ( 3 - - 5 d ) 。 工艺流程： 1 、棉型纯纺：开松梳棉并条( 一) 并条( 二) 粗卜细纱一 络筒 2 、毛型纯纺：开松梳毛针梳( 头针) 针梳( - - 针) 叫梳( 三针) 针梳( 四针) 粗纱细纱络筒 其生产纱线特点：充分利用腈纶纤维仿毛特点，纱特数较高、捻度偏低，手 感蓬松。适于针织用途。 近年来多采用混纺( 毛腈、棉腈、氨腈) 、加高弹长丝或纱特数较低工艺， 以改善其服用性、功能性，使织物薄型化，增加花色品种。 ( 二) 粗纺机织用纱纺纱加工系统： 腈纶纤维长度一般为7 0 - - - 1 5 0 m m ，细度3 3 3 5 5 5 d t e x ( 3 - - 5 d ) ，接近羊毛纤 维的长细度。 工艺流程： 开毛梳毛粗纱细纱络筒 粗纺工艺流程短，对纤维损伤小。 其生产纱线特点：利用腈纶纤维仿毛特点，纱特数偏高、捻度小，手感蓬松。 适于粗纺机织用途，纺纱特数在l o 肚3 1 2 5 t e x ( 1 0 s _ _ 3 2 5 ) 。 无论是针织用纱还是粗纺机织用纱，其共同缺点是使腈纶织物易起球且不易 4 第一章绪论 脱落，进而影响腈纶织物表面的服用性和功能性。 1 1 2 ( 3 ) 腈纶织物 目前市场腈纶产品多数是属于针织品，仿羊毛、仿羊绒产品，原料多以腈纶 纯纺、混纺( 毛腈、棉腈、腈氨、腈厌丝) 为主，有些针织产品加闪光长丝， 色彩绚丽，品种多样，产品厚度逐渐向轻薄型发展。抗起球腈纶纤维在针织物中 已有应用。 腈纶机织产品均为粗纺仿毛产品，纱特较高，面料较厚重。原料多以腈纶纯 纺或混纺为主，如毛腈花呢、毛腈粘法兰绒等。 无论是针织产品还是粗纺机织产品，腈纶织物都是充分利用腈纶纤维仿毛性 能，使织物手感蓬松柔软，有弹性，保暖性好。但是由于现有腈纶织物表面易起 毛起球，且不易脱落，影响了织物外观，进而影响其服用性、功能性，粗纺机织 物手感身骨差，使腈纶织物档次大大降低，附加值不高。 1 2 本课题主要研究内容 1 2 1 选择课题目的、意义 开发新型腈纶面料抗起球低特精纺机织面料，市场广阔，具有实际应用 性及一定的经济价值，对发展中国纺织经济意义重大。一方面可以满足市场功能 化、高端化的需求，提高腈纶产品质量档次；另一方面满足市场面料薄型化的需 求，开发机织精纺新品种，增加腈纶产品大类，使腈纶面料由内衣向外衣转化， 由中厚型向轻薄型转化；再者中国目前是腈纶生产大国和消费大国，但是腈纶市 场走势疲软，预计2 0 1 0 年中国将成为真正腈纶生产大国，产能将占世界5 0 ， 创新开发腈纶产品，拓宽腈纶市场，发展中国纺织经济是当务之急，势在必行， 前景广阔。 经过数次实验，优化纺纱工艺设计，抗起球腈纶低特数可纺，试织精纺面料 可行，质量可取，提高了产品的服用性、功能性，经济前景广阔。对于增加企业 效益、提高产品质量、增加产品大类、增加花色品种、拓宽抗起球腈纶应用领域 方面具有深远的意义。 1 2 ：2 研究内容 通过深入广泛市场调研分析，优选课题是腈纶抗起球性能研究及面料的开 发。为了满足机织精纺低特数腈纶面料的要求，保证新型抗起球腈纶面料具有轻 5 天津工业大学硕士学位论文 薄、挺括、滑爽，有身骨的风格特征，改善织物的服用性，提高功能性，主要从 以下几方面进行了研究： l 、对国内外相关理论、产品资料进行深入研究分析的基础上，选择最佳腈 纶纤维品种：新型功能性腈纶纤维一1 8 3 d t e x ( 1 6 5 d ) 物理改性抗起球腈纶纤维。 2 、研究分析抗起球腈纶纤维的可纺性，包括抗起球腈纶纤维导电性测定( 比 电阻测试) 、纤维吸湿性测定( 回潮率测试) 、纤维外观几何性质测定( 纤维细 度一中段测定法、形态结构、摩擦系数测定) 、纤维力学性能测定( 单纤维强力) 。 根据抗起球腈纶可纺性能进一步确定各工序应采取的措施。 3 、根据原料特点，选择确定相关的工艺参数。分析工艺重点、难点，欲先 估计细纱工序是关键，通过先锋实验优化工艺设计，实现研究工作。 4 、织造工艺采用针织、精纺机织两大生产系统。针织产品仿羊毛、羊绒轻 薄型，分纱、线织物；精纺机织物仿毛派力司，品种分为纯腈纶织物和腈纶 与棉交织物。 5 、课题对腈纶纯纺和腈纶棉交织产品的纱线质量性能进行分析对比，分析 新型腈纶面料在市场上的优势及在研制中遇到的主要问题及难点。 6 、最终将新开发的腈纶机织精纺低特数面料与同类薄型涤纶面料进行服用 性( 风格特征) 、功能性( 舒适性) 对比实验。将针织纱、线织物迸行抗起球性、 功能性对比实验。 6 第二章抗起球腈纶纺纱i 艺的研究 第二章抗起球腈纶纺纱工艺的研究 2l 抗起球腈纶可纺性分析 针对采用的抗起球腈纶纤维陷义分特数1 8 3 d t e x ( 1 6 5 d ) 】进行可纺性分 析。分析抗起球腈纶纤维的可纺性，主要应考虑对抗起球腈纶纤维外观几何性质 测定分析( 纤维细度中段测定法、形态结构、摩擦系数测定) 、对纤维导电 性测定分析( 比电阻测试) 、对纤维吸湿性测定分析( 回潮率测试) 、对纤维 力学性能测定分析( 单纤维强力) 。根据抗起球腈纶纤维可纺性能进一步确定各 工序应采取的工艺措施。 211 抗起球腈纶纤维外观几何性质测定 选择新型腈纶纤维18 3 d t e x ( 16 5 n ) 抗起毛起球物理改性纤维，色泽分别是 白色、橙色作为测试纤维。 2 1 1 ( 1 ) 形态结构 一 图2 - i 白色抗起球腈纶纤维纵面图 抗起球腈纶纤维纵面有沟槽，如图2 1 ，图2 - 2 所示；截面具有明显孔隙或裂 纹，如图2 - 3 所示。可以推断该纤维的拖合力增强，抗扭力矩加大，物理机械指 * * n 大学顽学位论空 标下降。特殊的形态结构特征为提高纤维抗起球性奠定了基础。 囝2 - 2 稀色抗起球腑纶纤维级面罔 图2 - 3 抗起球腈纶纤维截面罔 2 i 1 ( 2 ) 抗起球腈纶纤维的长度、细度 采用中段切断称重法检测抗起球腈纶纤维的长度、细度。 实验器材： y 1 7 1 型纤维切断器、显微镜( 2 0 0 倍) 、烘箱、扭力天平、梳片、绒板、夹 子、压板、镊了、纲尺。 第二章抗起球膪纶纺纱工艺的研究 实验原理：中段切断称重法是最早采用的一种测定纤维细度的方法，目前仍普遍 使用。它是在平直的纤维束中段切下一定的长度( 如1 0 m m ) ，称重并数出纤维 根数，根据纤维切断长度、根数和重量算出纤维的细度。该方法可用于测定棉、 化纤、毛等纤维的细度。同样根据中段纤维长度、质量，长度纤维质量、过短纤 维界限以下的纤维质量及其长度计算出纤维平均长度。 实验结果：抗起球腈纶纤维的细度测试结果见表2 1 。抗起球腈纶纤维的长度测 试结果见表2 2 。 表2 一l 中段切断称重法测试细度结果 备注：计算公式为 耻警 表2 2 抗起球腈纶纤维的长度测试结果 ( 2 - 1 ) 备注：计算公式为 l 2 豆遗w o l cl s + l s s ( 2 2 ) 结果分析：抗起球腈纶纤维名义分特数是1 8 3 d t e x ( 1 6 5 d ) ，与实际分特数 1 8 5 d t e x 接近，稍粗。平均长度为3 6 7 3 m m ，属于棉型化学短纤维，预计其可纺 性良好。 2 1 1 ( 3 ) 抗起球腈纶纤维的摩擦系数测定 根据标准g b t1 4 3 4 2 9 3 检测抗起球腈纶纤维的摩擦系数。 实验器材： 9 天津工业大学硕士学位论文 罗得摩擦系数仪、镊子、绒板、小夹子。 实验原理： 利用罗得摩擦系数仪可测量单根纤维与小圆柱表面间的静摩擦系数和动摩 擦系数。在测轴c 上挂一根纤维，纤维两端各有重t l ( m g ) 的初始张力重锤， 借测轴c 的转动，使纤维一端的重锤作用在扭力天平臂上。然后借扭力天平臂 的作用来减轻纤维这一端的重量，直到纤维开始在测轴c 上滑动时为止，设扭 力天平指针读数为m ( m g ) ，则按下式计算纤维与测轴表层纤维间的摩擦系数 p o g = 0 7 3 2 9 1 9 t 2 - l g ( t 2 一m ) 】( 2 3 ) 在测轴c 静止时测得的为静摩擦系数，测动摩擦系数时，测轴速度为 3 0 5 0 转m i n 摩擦系数p 的推导公式为： h 詈卅 通过扭力天平读数与摩擦系数关系表可直接查得摩擦系数。 实验结果：见表2 3 。 表2 - 3 抗起球腈纶纤维摩擦系数测试结果 ( 2 - 4 ) 结果分析：动摩擦系数眦 静摩擦系数色纤维摩擦系数比白色的纤维摩擦 1 0 第二章抗起球腈纶纺纱工艺的研究 系数大，说明色纤维的抱合力较大。 2 1 2 抗起球腈纶纤维导电性测定分析 根据标准g b t1 4 3 3 4 检测抗起球腈纶纤维导电性纤维比电阻。 实验器材： y g 3 2 1 型纤维比电阻试验仪、天平( 精密度0 0 1 9 ) 、大镊子、腈纶纤维 5 0 9 。 实验原理： 纤维质量比电阻与纤维体积比电阻关系： p m = d p v = r m l 2 ，p v = r m l 2 d( 2 - 5 ) 式中：6 r 电阻率，也称纤维体积比电阻 p m 纤维质量比电阻q g c m 2 s 极板面积 i ，_ 一极板间距离( 2 c m ) 瑚纤维试样质量( 15 9 ) d 纤维密度 r 测得的纤维的平均电阻值 为了使化学纤维能顺利纺纱，其质量比电阻一般 位级1 1 5 4 因子2 ：位级6 6 位级i4 9 因子3 ：位级i i5 8 位级i5 7 因此优化纺纱工艺设计为：纺纱特数1 6 6 7 t e x ( 6 0 3 ) ，7 3 0 捻m ，捻向z 捻。 根据优化工艺，细纱工艺设计纺纱特数为1 6 6 7 t e x ( 6 0 5 ) ，设计捻度为7 3 0 捻m ，捻向为z 捻。粗纱、细纱纺纱温湿度条件控制在温度2 5 c ，相对湿度6 5 。 纺抗起球腈纶白色纱线、橙色纱线。 实纺粗纱单重为3 7 9 m 。根据经验细纱设计纺纱特数1 6 6 7 r e x ( 6 0 3 ) ，应考 虑到与实际误差及捻缩的影响，确定细纱工艺参数为：锭速8 0 0 0 转分，欠伸倍 数2 3 7 倍，前罗拉转速1 0 9 8 转分。采用电脑控制细纱机、自动落纲领板，纺 大、中、小纱自动调速。合股捻度为6 8 0 捻m 。 2 2 3 在纺纱中遇到的困难、采取的措施 细纱工艺是纺纱工艺的重点难点，采用先锋实验进行试纺。为了克服天气热， 温、湿度高，细纱易断头、电脑死机停车、不按程序设计频繁落纲领板等细纱工 艺问题、设备故障问题，采取了调整温、湿度、保证电脑主机通风、调整电脑程 序设计、为皮辊加化石粉等措施。经过反复实验调试细纱机，掌握操作规律，终 于分别生产出纯纺白色、橙色腈纶细纱、腈纶股线和棉腈股线。 2 3 纺纱性能验证性测试与评价 2 3 1 纯纺抗起球腈纶单纱性能验证检测 2 3 1 ( 1 ) 纺纱特数 表2 - 9 纺纱特数测试结果 天津工业大学硕士学位论文 名义特数1 6 6 7 t e x ( 6 0 8 ) ，实测实际纺纱特数1 6 5 1 t e x ( 6 0 5 6 3 ) 。见表2 - 9 。 纺纱实际特数稍低。 2 3 1 ( 2 ) 捻度、捻向 设计抗起球腈纶单纱捻度7 3 0 捻m ，测试实际捻度为单纱7 3 0 捻m ，见表 2 一l o 。捻向为z 捻，单纱实际捻度符合设计要求。 纱线捻度测试：实验仪器采用y 3 3 1 a 型捻度机。利用单纱退捻加捻法，实 测结果：见表2 1 0 。 表2 1 0 橙色纱捻度测试结果 计算单纱捻度值：t = 3 6 6 + 2 x10 0 + 2 5 = 7 3 0 捻m 2 3 1 ( 3 ) 纱线条千测试 测试方法采用乌斯特条干均匀度仪、c t t 测试，测试抗起球腈纶单纱条干 良好，c t t 测试单纱等级为a 级。见图2 4 波谱图，表2 1 l 打印值，图2 5 ，图 2 6 。 i ) 乌斯特条干均匀度仪测试纱条不匀： 腈纶纱的条干均匀度见图2 4 波谱图，表2 1 1 打印值。这是质量正常的和 条干均匀的实际波谱图，c v = 1 6 9 6 ，机械波的波长为8 9 c m ，细纱机前罗拉上皮辊 的直径2 8 衄，经计算周期不匀的波长是8 8c m ，计算波长与实测波长相吻合，分析 得出结论属于前罗拉上皮辊的机械运动波所致，周期不匀不可避免 1 6 第= 章抗起球睛纶纺纱t 艺豹研究 曼214 图2 4 腈纶纱的条千均匀度波谱图 表2 - 1 l 记录纸的打印值 打印值打印值说明 n e p ss0 0 3 0 n e p s 0 0 3 0 唧c k0 0 3 6 t h r 卧s0 0 0 4 c vst 0 , 2 2 c v 1 02 2 棉结累加值 棉结单值 粗节累加值 粗节单值 细节累加值 细节单值 不匀率平均值 不匀率累加值 不匀率单值 被* 0 试样长度对于基准指数的相对指数 2 ) c t t 测试 天津i 业大学硕上学枉论文 围2 - 5 橙色腈纶纱的条干均匀度图 口o o j = z 口：_ 越 e r i i = 。 。 m ，r 一r 一r r 一r r 一r 博l r r r r 一r r r 一r ：f 耳2 等2 f f 干2 f f qr f f 一r 一r r r 一广一 _ 一r fr r r r 一r 日广一口m e ! 麟z f r 一 f i ；一 目r ，“口i “f rm 一 j 钾 a。 r _ m - “nu j 到2 0 ：e i i = ；i j i酬目1 图2 - 6 橙色脯纶纱的条干均匀度值 23 l ( 4 ) 纱线毛羽测试 抗起球腈纶单纱毛羽少，大多数毛羽长度小于1 3 9 6 m m 以下符合设计要求。 测试方法分别采用了c t t 测试、y g l 7 2 型纱线毛羽测试仪，测试结果见图2 7 ， 图2 - 8 ，附表一2 ，附表一3 。 1 ) c t t 测试 第= 章抗起球腈纶纺纱t 艺的研究 图2 7 单纱毛羽月i 试图 一 罔 8 单纱毛羽测试值 2 ) y g l 7 2 纱线毛羽测试仪：结果见表2 1 2 、表2 1 3 ，腈纶白色纱毛羽测试结果 好于橙色。详细见附表2 ，附表3 。 表21 2 腈纶白色纱毛羽0 试结果 天津工业大学硕士学位论文 表2 一1 3 腈纶橙色纱毛羽测试结果 l m m2 m m3 m m 4 m m 5 m m 6 m m7 m m8 m m9 r a m 平均值 1 3 6 8 2 03 3 3 0 01 0 6 6 04 7 6 02 1 ，6 0 1 1 4 07 0 03 4 02 0 0 极差 2 l l8 52 6 1 4 1 7 1 4964 频数比 7 5 6 61 6 5 4 4 3 l1 9 0o 7 40 ，3 2o 2 6o 1 0o 1 4 毛羽指数1 3 6 8 2 3 3 3 01 0 6 64 7 62 1 61 1 40 7 00 3 4 o 2 0 及c v ( ) 6 3 0 1 0 4 41 0 3 01 1 7 42 8 ，6 l4 5 3 5 4 7 2 87 6 4 77 9 o o 2 3 1 ( 5 ) 、单纱强力测试 抗起球腈纶单纱强力测试采用y g 0 6 1 f 型电子单纱强力仪，分别对橙色、白 色抗起球腈纶纱进行检测，结果见表2 1 4 。详细数据见附表4 、附表一5 。抗起球 腈纶单纱强力符合纺纱要求。 表2 1 4 抗起球腈纶单纱强力测试结果 品种 白色橙色 平均断裂强力( c _ n ) 平均断裂强力( c v ) 平均强度( e n t e x ) 平均伸长( r a m ) 平均伸长率( ) 平均断裂功( m j ) 2 1 6 1 1 4 2 0 1 2 9 7 7 3 1 5 4 6 1 0 9 6 2 2 2 3 1 3 4 5 1 3 3 7 6 1 1 5 2 2 1 1 2 5 平均断裂时间( s ) 9 2 7 9 1 3 2 3 1 ( 6 ) 摩擦系数 抗起球腈纶单纱与金属摩擦系数测试结果、纱与纱的摩擦系数测试结果见表 2 1 5 。详细结果见附表。6 、附表7 。白色纱比橙色纱摩擦系数稍大，有利于合股、 织物交织，抗起球性更好。纯纺抗起球腈纶单纱摩擦系数性能检测良好，符合设 计要求。 表2 1 5 抗起球腈纶单纱与金属摩擦系数、纱与纱的摩擦系数测试结果 品种纱和金属棒摩擦系数纱与纱的摩擦系数 橙色白色橙色 白色 均值0 2 1 10 2 2 10 0 3 20 0 3 7 c v 值( ) 0 0 8 5 40 0 6 2 60 0 9 6 30 1 7 5 5 -,m 第二章抗起球腈纶纺纱工艺的研究 2 3 2 纯纺抗起球腈纶单纱性能评价 单纱名义特数1 6 6 7 t e x ( 6 0 3 ) ，实测实际纺纱特数1 6 5 1 t e x ( 6 0 5 9 3 ) ，纺纱 特数偏细。设计单纱捻度7 3 0 捻m ，测试实际捻度为单纱7 3 0 捻m ，捻向为z 捻，单纱实际捻度、捻向符合设计要求。测试抗起球腈纶单纱条干良好，c t t 测试单纱等级为a 级。单纱毛羽少，大多数毛羽长度小于1 3 9 6 m m 以下，符合设 计要求。抗起球腈纶单纱强力符合纺纱要求。抗起球腈纶单纱摩擦系数性能检测 良好，符合设计要求。 2 3 3 抗起球腈纶纱线毛羽性能验证检测评价 白色抗起球腈纶线毛羽测试结果见表2 1 6 ，腈棉线毛羽测试结果见表2 1 7 ， 显而易见腈棉线较长毛羽数( 3 m m ) 少于纯腈纶合股线，推测抗起球性好。详见 附表一8 ，附表9 。 表2 1 6 白色抗起球腈纶线毛羽测试结果 表2 1 7 腈棉线毛羽测试结果 本章小结：抗起球腈纶纤维名义分特数是1 8 3 d t e x ( 1 6 5 d ) ，与实际分特数 1 8 5 d t e x 接近，稍粗。平均长度为3 6 7 3 r a m ，属于棉型化学短纤维。抗起球腈纶纤 维抱合力好，可纺性较好。导电性能质量比电阻较大，且染色纤维比白色的质 量比电阻大，预计自色抗起球腈纶纤维可纺性好于橙色。抗起球腈纶纤维单纤维 强力比普通腈纶低，断裂伸长率小，初始模量小，为纤维抗起球性能奠定了基础。在 2 1 天津工业大学硕士学位论文 下一步纺纱工艺中应加入抗静电剂，以减少静电现象；将抗起球腈纶纤维原料加 湿存放，使纺纱处于放湿状态。优化细纱工艺设计：纺纱特数为1 6 6 7 t e x ( 6 0 3 ) ， 设计捻度为7 3 0 捻m ，捻向为z 捻。粗纱、细纱纺纱温湿度条件控制在温度 2 5 ，相对湿度6 5 。纺抗起球腈纶白色纱线、橙色纱线，合股捻度为6 8 0 捻m 。 纯纺抗起球腈纶单纱性能验证检测评价：单纱名义特数1 6 6 7 t e x ( 6 0 8 ) ，实测实 际纺纱特数1 6 5l t e x ( 6 0 5 9 5 ) ，纺纱特数偏细。设计单纱捻度7 3 0 捻m ，测试实 际捻度为单纱7 3 0 捻m ，捻向为z 捻，单纱实际捻度、捻向符合设计要求。测 试抗起球腈纶单纱条干良好，c t t 测试单纱等级为a 级。单纱毛羽少，大多数 毛羽长度小于1 3 9 6 m m 以下，符合设计要求。抗起球腈纶单纱强力符合纺纱要求。 抗起球腈纶单纱摩擦系数性能检测良好，符合设计要求。腈棉线较长毛羽数( 3 m m ) 少于纯腈纶合股线，推测抗起球性更好。 第三章抗起球腈纶织造后整理工艺的研究 第三章抗起球腈纶织造后整理工艺的研究 3 1 产品设计 产品设计分为针织、精纺机织两大类产品。针织产品为仿羊毛、仿羊绒轻薄 型，分纱、线织物；精纺机织物仿毛派力司，品种分纯腈纶织物和腈纶与腈 棉交织物，要求具有轻薄、挺括、滑爽、有身骨的风格特征。 3 1 1 机织精纺产品设计及工艺参数的选定 研制腈纶、腈棉交织精纺机织产品，要求具有轻薄、挺括、滑爽的风格， 抗起球性好，设计中参照选择仿毛派力司品种【1 5 】。 派力司是精纺毛织品中最轻薄的制品之一，其名称来源英文p a l a c e ，采用平 纹组织制造，一般是条染混色。深浅混色形成的特殊效应，使呢面具有散布性匀 细而不规则的轻微雨状丝痕条纹。色泽以中灰、浅灰最多，还有混驼色、浅米色、 浅粉色、浅绿色等夏令冷色调。通常经纱用股线( 6 0 2 _ - 7 0 2 公支) ，纬纱用单 纱( 4 0 1 5 1 公支) 。也有经纬均采用股线的。经纬纱的捻度均较大。成品经 纬密度约为( 2 5 3 0 ) 根c m ( 2 耻- 2 6 0 ) 根c m 。成品单位质量约为1 2 7 - - 1 7 0 9 m 2 【1 6 1 。产品设计要点： 3 1 1 ( 1 ) 织物组织设计 采用平纹组织，交织点多，耐平磨，呢面平整，挺括，轻薄，抗起球性好。 3 1 1 ( 2 ) 纱线特数、捻向的配置及捻度、捻系数的选择 1 ) 纱线特数 为了使面料轻薄、有身骨，经过优化工艺，选择单纱特数为1 6 6 7 t e x ( 6 0 8 ) ， 股线为1 6 6 7 x 2t e x ( 6 0 s 2 。面料成分为纯腈纶、腈棉交织。 2 ) 捻向配置 选择合股线捻向为z s 捻，这样交织后经纬纱中纤维光泽好，手感好