（纺织材料与纺织品设计专业论文）棉空芯纱及其产品的研制与开发.pdf

天津f 韭夫掌攀， ：蚺究生攀避沦文一穆审蕃堂奎鼓i 产晶的簿糟连j 嚣笈 藕甍 摘要 在含袋纤缝灏壤，虽然羽：发了丈豢翼青中空缮戆黪漂鎏，援霹予天然纤漆要 使旗县有中空结构在技术上相当网难，中空材料已成为合纤的独霸舞台。空j ! ：；棉 纱豹生产主要避利用水溶性p v a 纡维的水溶性，姆p v a 短纤维纺制成细纱作为 芯纱，缝攘纤绻传隽毫甏纱，形残 g p v a 趣蕊纱。经过援维二e 艺籍水溶性p l a 芯纱在水中溶去，从而形成中空的纯棉纱线。中空棉纱不仅具有篷轻的优点，还 困躲松丽意有回辩性，即使及复洗涤，也能探持蘩软的风格。 搴谡怒主要是裂舞零溶瞧p v a 缓维，包蕊纱雯产按术，绩裁z z 彝“s z ” 水溶性短纤包芯纱，再通过适当的遇维工琶，制取棉空心纱及疑织物，并对戴各 种性能进行测试，以满足撼空心纱产黯的工驶化生产。本次研究主要从以i - 几个 方聪蓑手： 1 、经简单的设备改进，可在环锭纺细纱机上生产形成空心纱所需的包覆效 荣良好静“z z ”鞠“s z ”包芯纱。芯纱旋用p v a 艇纤细纱，皮层采羽棉纾维， 芯纱淹毛嚣窝受滋的繇纾壤形蔽一定凝度瓣交靖，对退维蜃空，纱审空裙分麓定 形有一。定的帮助。影向包芯纱包覆性能的幽索主礤有：皮俺比例、包獯量、芯 纱搬力、鬻棂榻糖纱刘黼距、喇叭髓、钢丝蹰太小、巷纱喂入位嚣等。 2 、彩旗包荔纱及其织耪逐雅效聚静霞豢有：承滚整p v a 野鳝盼溶浆瀑凌、 退维的水温度、芯纱和包芯纱的捻系数、芯纱的食澄、纵物的组织结构等。实验 发域，s z 承溶短纤镪芯纱瓣最佳邋维封瓣在3 0 r a i n 左右，“z z ”承溶短纤包 芯纱的最蓬逡黎时溺在4 0 r a i n 发老。 3 、经过包：1 1 j ：纱的退维实验，发现澎响空心棉纱中空效果的幽素，有水溶性 p v a 纾缭鹩品嵇，芯纱静捻瘦秘捻穗，芯纱熬百分窘量，包芯纱麓包覆效巢等。 4 、纱线躲缓力实骏表强，淹蔷懑攫时鲻靛延长，纱线蕊强力量上一f 波动翡 曲线，到邋维基本完成时，强力趋于稳定，且“z z ”与“s z ”强j j 曲线相比，1 蟪德出残鼹时闯整体攉迟，臻达到爨高强力时s z 璃纳时闽短，因此在实竣 条髂完全捐藏翡穗况下，我弼应优宠选择“s z ”色芯纱束铷玻空心纱。 5 、包芯纱失煎实验表明，p v a 的去除率均存9 0 以j i ，但相同特数、相同 芯纱矗努台登的“s z ”包芯纱姥z z 包蕊纱的去终率还要赢，混纺织浆静去 豫攀奔子两者之闻。 墨茎：! ：鳖点篓孽 j 孽望堡毕照谂盅一稚牵甚纱强j 产品麓麟铡；# 弹麓簿 餐 6 、列于芯纱捻向为z 捻的“z z ”包芯纱来溉，经捻度实骗发现，其j 醛纱的 实际捻度大鳕为其理论捻度静2 嵇，嚣葑子蓦纱捻商为s 捻豹：s z ”包莶纱柬 酏，其芯纱的实际捻度大约减少了1 倍。 7 、织物的失重实验表明，对相同特数、相同芯纱百分含撼的混纺纱织物、 “s z ”包芯纱缀穆、“怒”蓉蕃纱织耱紊蘧，混纺翱j 缀魏蕊失煎率萎夫，“s z ” 包芯纱织物的失重率次之，“z z ”色芯纱的失重率最小。各种织物的失重曲线先 增后趋于平稳，这种越势也说明了p v a 的去除过程是先升高眉趋于平稳的。 8 、空心纱赞织物瀚顶破强力佼予传绫楚黎纱织黪，在运缝4 0 m i 蘸时，“z z ” 包：落纱织物的顶破强力为2 6 8 k g l “s z ”包芯纱织物的顶破强力为2 4 o k 鳙而 混纺织物的顶破强力为1 9 4 k g f , 传统纯棉纱织4 _ l ! f 冉勺顶破强力为3 6 。3 k g l 9 、出缀携瓣透气瞧实验结果可以褥窭，空心纱缓饕麴透气经窍好于传统缝 棉织物的遴气性，混辅织物的透气健躐好，“s z ”能芯纱织物的邂气性好于“z z ” 包芯纱织物的透气性。 】0 、织耪费瑗添妖乎实验表鞠，空心纱织翰躺淡潼黎鹱受优芍= 传笺楚拣纱织 物的吸湿悔，且其干燥时间短子传然纯棉纱织物；实验还发现，混纺织物怒所有 织物中吸湿性最好、于燥最快的织物。 关键谲：p v a 纾维包芯纱逼绻空葱纱“z z s z 天漆t 熊良学磺喇罐0 垒毕避论文一秣空棼纱技嚣产= t 霹t n 糟 蹦，j i | = 发韵裴 a b s l l r a c t i nt h ef i e l do f s y n t h e t i cf i b e r , a l t h o u g hal o to f 拳* a ys i l kw i t hh o l l o ws 摭1 c l a r e w e l ed e v e l o p e d ，i th a sb e e nv e r y h a r dt om a k en a t u r a lf i b e rw i t hh o l l o ws t r u c t u r eb y t e c l m i q u e s h o l l o wm a t e r i a lh a sb e e nac o n t r o l l e ro f s y n t h e t i cf i b e r p r o d u c i n gh o l l o w c o t t o ny a mm a i n l yu t i l i z e sw a t e rs o k b l ep v af i b e ra n dap v a y a r ni su s e da st h ec o r e a n dc o t t o nf i b e r sf o r mt h es h e a t ha n dt h e nf e n nc o t t o l l p v ac o r e s p u ny a m t h ew a t e l s o l u b l ep v ai nt h ec e n t e ri sr e m o v e df r o mt h ey a ms t r u c t u r ei nt h eb o i l i n gw a t e rw i t h ag o o de x t r a c t i o no f m o r et h a n9 0 。h o l l o w ”y a m sh a v et h ep r o p e r t i e sw i f l l l i g h t w e t g h t , f l e x i b l ea n dm o r ew a m a e v e 3 ri f t h e yw e r el a u n d e r e ds e v e r a lt i m e s ，t h e y c a nm a i n t a i ns o f ts t y l e 轴t h i s p a p e l ；w e p r o d u c e d “z z ”a n d “s z ”c o r e s p u n y a r n s 。a n d t h e ng e t h o l l o wc o t t o ny a mt h r o u g hr e m o v i n gp v af i b e r w eh a v ea n a l y z e da n dt e s t e dt h e p r o p e r t i e so f t h e ma n dt h e i rf a b r i ct oi t i c c tt h en e e do f t n d u s t r i a l i z e dp r o d u c t i o no f h o l l o wc o t t o ny a m s o m ec o n c l u s i o n sh a db e e nd r a w n ： t t h r o u g hs i m p l em o d i f y i r i ga s s tr i n gs p i n n i n gf r a m e ，ac o t t o n p v ac o r e s p u n y a m s w i t h “z z ”、“s z ”d i r e c t i o n o f t w i s tc a rb e m a d ea n d t h es h e a t h f i b e r h i d e t h e c o r ec o m p l e t e l y t h ep v a y a n 3a st h ec o r ea n dt h ec o t t o nf i b e ra st h es h e a t ha r e i n t e r l a c e d ，w h i c hi sh e l p f u ll os e tt h eb o i l e dh o l l o wy a m 。t h ef a c t o r st h a ta f f e c t st h e c o v e r a g ef o rc o r ea r ec o r ec o v e r a g e 、t e n s i o n 、g a u g e 、p i p es o c k 娃、t r a v e l e ra n d 魄e p o s i t i o no f t h ec o r ey m nf o rt b e d i n g 2 t h ef a c t o r st h a ta f f e c t sr e m o v a b i l i t yo f p v ai uc o r e - s p u ny a r na n dt h e i rf a b r i c a r et h es o l u b l e | e m p e r a t u r eo f w a t e rs o l u b l ep v af i b e r 、w a t e rt e m p e r a t u r e 、t h et w i s t m u l t i p l i e ro f t h ec o r ea n d t h ec o r e s p u ny a r n 、t h ep e r c e n t a g eo ft h ec o r e 、t h es t m c t u r e o f f a b l i c t h e b e s tr e m o v i n g t i m e i sa b o u t3 0 1 1 1 1 n u t e s f o r “s z ”c o r e s p u ny a ma n d 4 0m i n u t e st b r “z z ”c o r e s p u ny a r n 3 t h r o u 露r e m o v i n ge x p e r i m e n to f t h ec o r e s p u ny a m ，w ef i n ds o m ef a c t o r st h a t a f f e c t sh o l l o we f f e c t so f t h eh o l l o wc o t t o ny a m 。a sf o l l o w s ：t h ek i n do f p v af i b e r 、t h e t w i s ta n dd i r e c t i o no f t w i s to f t h ec o r e 、t h et w i s to f t h e c o r e s p u ny a r n 、t h ep e r c e n t a g e o f t h ec o r e 、t h ec o r ec o v e r a g eo f t h ec o r e - s p u ny a m 。 4 t h es t r e n g t he x p e r i m e n to f t h ey a mi n d i c a t e st h a tt h es t r e n g t ho f y a ma p p e a r s u pa n dd o w nf t u c t u a t i n gc u r v ew i t ht h eb o i l i n gt i m eg o i n g a f t e rp v af i b e ri s r e m o v e de n t i r e l y ，t h es t r e n g l ht e n d st os t a b i l i z a t i o n c o m p a r e dw i t h “s z ”s 1 1 c i ) 鹦 c h l w c ，“z z ”s t r e n g t hc u r v ep o s t p o n e st o t a l l y a t t a i n i n gt h eh i 曲e s ts t r e n g t h “s z ” t a k e sl e s sb o i l i n gt i m e s oi nt h ec o n d i t l o no f t h es a m ee x p e r i m e n tw es h o u l dc h o o s e 天谗t 靛 掌谁1 - i l l 究生簪监贽文蒜j 窄蒜侈理 i 产品静鞭黼5 ，歼寝赫簧 “s z ”c o r e s p u ny a r nf o rm a k i n gh o l l o wc o t t o ny a m 5 t h ew e i g h to f l o s se x p e r i m e n to f t b ec o r e - s p u ny a mi 捌i c a t e st h ee x t r a c t o no f p v ai sm o r et h a n9 0 b u ta sf 。r “s z ”a n d “z z c o r e - s p u ny a r n sw i t ht h es a m et e x 、 s a m ep e r c e n t a g eo f t h ec o r e ，t h ee x t r a c t i o no f p v ao f f o m a e l ”i sh i 曲e l - t h a nt h a to f l a t e r , 6 。f r o mt h et w i s te x p e r i m e n tw ec 黼s e e , t h a tt h et r u et w i s to f t h ec o r eo f “s z 1 c o r e s p u ny a mi st w i c et h a nt h e i rp r i m a r yt w i s tm l dt h et w i s to ft h ec o r eo f “z z ” p a ) r e s p u ny a md e c r e a s e so i l em u l t i p l e 7 。t h el o s so f w e i g h te x p e r i m e n to ff a b r i ci n d i c a t e sb l e n d i n gs h l g l ep a b r i c ，“s z ” c o r e * s p u ns i n g l ef a b r i ca n d “z z ”c o r e s p u ns i n g l ef a b r i cw i t ht h es a l n et e x 。t h e s a m ep e r c e n t a g eo ft h ec o r e t h el o s sr a t eo f w e i g h ti sb i g g e s tf b rt h eb l e n d i n gs i n g l e f a b r i c ，t h e “s z ”g o r e s p u ny a mi st h es e c o n d ，t h e “z z ”c o r e - s p u ns i n g l ef a b r i c i st h el a s t + t h el o s sc t i r v e so f w e i g h to f t h r e ek i n d so f f a b r i ca l a p p e a r si n c r e a s e da n d t h e nm a i n t a n is t a b l e ，w h i c ha l s os h o wt h er e m o v i n gp r o c e s so f p v af i b e r 8 t h eb u r s t i n gs t r e n g t ho f k n i tf a b r i cu s i n gh o l l o wy a r ni sl o w e rt h a nu s i n g c o n v e n t i o n a lp u r ec o t t o ny a m 。w h e nt h eb o i l i n gt i m ei s 毒0m i n u t e s , t h eb u r s t i n g s t r e n g t ho f “7 _ z ”h o l l o ws i n g l en b f i ci s2 6 ，8 k g “s z ”h o l l o ws i n g l en b f i ci s 2 4 o k g ct h eb l e n d i n gs i n g l en b f i ci s 19 4 k g f t h ec o n v e n t i o n a lp u r ec o t t o ns i n g l e f a b r i ci s3 6 ，3 k g e 9 + f a b r i c a i r p e r m e a b i l i 毋t e s t i n d i c a t e s t h ea i r p e r m e a b i l i t y o f k n i t f a b r i cu s i n g h o l l o wy a mi sb e r e rt h m au s i n gc o n v e n t i o n a lc o t t o ny a m t h ea i rp e m a e a b i l i t yo f b l e n d i n gs i n g l ef a b r i ci sb e s t ，“s z ”c o r e s p u ns i n g l ef a b r i ci st h es e c o n d ，。z z ” c o r e s p u ns i n g t en b f i ci st h el a s t ， 1 0 。t h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t so f w a t e ra b s o r p t i o na n dd r y i n gr a t es h o wt h a tk n i t f a b f i cu s i n gh o l l o wy a mi m b i b en l o r ew a t e rt h a nt h ef a b r i cu s i n gc o n v e n t i o n a lp u r e c o t t o ny a m ，a n d 弼t ht h es a m ep e r c e n t a g ew a t e r , h o l l o wy a r nk n i tf a b ) 。i cw i l lb ed r y m o r ef h s t ，t h ee x p e r i m e n ta l s ob ef o u n dt h a tt h eb l e n d i n gy a r nf a b r i ci st h eb e s to f t h r e ek i n d so ff a b r i c k e yw o r d s ：p v af i b e rc o r e s p u ny a mr e m o v i n gp v a h o l l o wy a m “z z ”“s z ” 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，也不包含为获得丞洼王、业盘堂或其他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任何贡献均己在论文中作了明确的说 明并表示了谢意。 学位论文作者签名：踽公恢 签字日期：矽“ 年1 月蝈 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解丞洼三些太堂有关保留、使用学位论文的规定。特 授权丞望王些盘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：踽岔使导师签名：名欲 签字日期：们，年舵月f 日签字日期： 娜；年阻月哆e 瓦律t 曲a 掌预l 研究生毕蔓论文稚警甚纷硬缕产品酶科潮每羚笈 前言 陵蓉人类文瞬鼹遵多生活承乎懿全蕊提毫，清费者对纺织品静需求睦王越来 越表现出个性化、多元化、功能化的趋势。仅仅依靠天然纤维或合成纤维的传统 特点，已不能满足人类列服饰风格和功能的要求。从过去十几年的市场流行的悫 势来看，长丝织镑与矮纾织物轮流成为市场静主流，然 孬它 f _ l 各鑫都存在蓍不潮 的优缺点。空芯纱织物集二者的优点于一体，具有饱满的布面感，柔软的手感， 易洗快予，良好的透气吸漫性，悬羲性，傈暖性，对人体还具有赶好的亲和力， 是理想的鞠季面鞫。在合成纤维领域，虽然开发了大量具毒中室结构的蘸丝，僵 对于天然纤维要使其具有中空结构在技术b _ e i 当圈难，中空材料已成为合纤的独 霸舞台。 空芯棉纱鲶生产主攒趋利用水溶性p v a 纤维瀚求溶往，将p v a 短纤维纺翻 成纲纱作为芯纱，纯棉纤维作为包覆纱，形成棉p v a 包芯纱。经过退维工艺将 隶溶性p v a 。卷纱在水中漆去，从丽形成中空的纯撼纱线。只本会敷( k u r a b o ) 司 的中空棉纱s p i n a i r 隧可乐丽公司的求溶性维纶k u r a l o n k - i f 为芯鄢，以棉为皮鄢， 具有双重缩构。经纺织加工后，把水溶性维纶溶解掉，即成为1 0 0 棉的环形中 空纱【j 】。中空端纱不仅具有量轻的优点，还因膨松聪富有疆弹性，鞠使反复沈涤， 也能保持柔软盼风格。另外，纤维目的空隙还具寄嬲快吸水速糜和增大单位面积 吸水量的效果。纤维问的空隙在保持织物水份的同时也使水份容易释放，具柯加 挟于漂速发的效果。 我困在空芯纱方面的研制是最近几年才开始的，在这方面沟技术还不是很完 善，所以利用水溶性纤维的水溶性研制和开发我们自己的新产品，对提高我图纺 织品的技拳含量，增热产晶的列加缓具有攫重要的意义。 天津丁业，、学黼 册究生毕业论文摈，芝，苎纱硬搂产品的瑚 制o 开敷 第一章概述 第一节窆芯纱的提出 对技术的发展人们总是在寻找种合理的视野，希望既能发展技术以掇高人 类使用自然瓣能力，又能控制不麓发震酾技术使莫符合久类鲴理怒。实瑶久类和 爨然酶| 务溺发震。隆羲全球气候豹变浚，入翻意识戮舆氧爱豹破筇避工业终款汝 = 氧化碳和氟里昂所敞，于是人们增强了环境意识，服装消费行为在强调舒适的 同时更注意“绿色理念”：是觚照装市场上可觅，a 们对予干爽舒适割菇的遮 求呈上舞趋势；二是人们在购买裔茹瞬燹注重它匏环浚行为，霹人们青踩予绿惫 产品，于是于爽舒适纺织晶与绿色纺织品的融合成为当今消赞的时尚。 面隼 的千爽舒适瞧可谓是近年来的一种“时髦”特往，它难搬缓穆不稿搭， 不浠灞，其有舒适静= f 聪手感。由于人体不停壹| 囊逡幸予瑟陈代落，霓其是夏季人体 不停地放出汗汽，这就缮求服装具有较强的吸湿能力，从而消除由于人体与服装 之间的空气鼷过分灞澡丽带来的不箭遥感。 求份在织秘中酶传递情况是复杂的，久们的汗液蒸发成承汽，都分承汽遴 过织物中的纾维对分子的吸收，再经过纤维内部扩散丽达到织物的另一面向大气 敝逸；另部分水汽则通过织物中纤维与纤维之间，纱线之间的通道空隙，包括 毛细管作用，向大气散逸吃由此可见，服装面籽的干爽与否主要取决予构成巅 料纤维的暇瀑性、导澎牲和放湿性的大小。 对于滕袋面料的干爽箭适性束浇，构成面料j ! f 勺纤维的啜濂性、导湿性、放淞 性三者之间是相互协调，相互嗣约的。棉纤维被人们公试为绿色环保的纺绥纤维， 丑困其黍竣、对腿骇秃劁嫩，一妻遐人类擞贴身衣物的理想材料。优良性能的水 溶性纤维的发箴为高空隙率棉纱的刀：发潞供了可憨。利用水溶性纤维的水溶性呵 以开发秃捻纱、弱捻纱l “，使这种纱的制懿具有特镰的柔软陵等性能，但弱捻纱 与无捻纱躲鼹滠性、导遐拣、敦滠性 乃然商限，从丽援出了“巾空纱”。 本澡邀野发的空菘纱魁利用水溶性维纶纤维| ；| i 勺水溶性能，把水溶性维纶纺制 成细纱线，外包覆棉纤维制成包芯纱，丽后溶去维纶，得到中空的棉型纱线。这 撵裁大大地撼齑了纱线中的空气量，| 塑辫坻了攀位 搴织内含稳篷，藿量减轻。这 种纱线j _ j 于生产锋织内妖翻运动衣，电鼹生产两挡毛巾类织物的烈想纱线。 “中空纱”其有呱p 特点p 】： 无雄t 业大学鬏阳爵巍生毕业瓷文一霹l l 窄芯纱囊 产赫麓鞭利与歼墅 1 、采软性 鹅纾缝奉身载具煮柔软兹特整，绣籀戒空芯纱戡后，出子纱线瓣绪构交愆比 l 。o 的纯棉纱更为松散，所以纱线的菜软性能比纯桶的柔软性熊略盛一筹。当织 成织物以后纱线的中空状j 可以保持完好，这样使织成的织物就有了柔软的特 嚏。显麓持久保持。 2 、保暖性 棉本身就是很好的保鹾性纤维，檎型织物都有很好的保暖性。空芯棉纱由于 纱线匏中心存在着空气，捷热量魏蕊遂变馒，傈骥瞧也稳应毪蜷翔了霰多。 3 、轻而膨松 传统嘏纱的缺点之就是比重大，给人一种厚实的感觉，丽中空纱弥补了这 个缺点。由于中心充骞大羹夔空气，与传缓熬蕊纱耀吃，裕| 霉号数懿纱线，哮l 窒 纱的覆盖系数大，可使织物每平方米蹙量减少，从丽使织物变得轻而薄，其膨松 性好于传统纯棉织物。 4 、绕建豹设承和俊予性 因为纤维间间隙大，容水能力大，所以吸水、哎汗的性能较好，吸水速度 较快，吸水量当然也增大，又因为水份是保持在纤维豹间隙削，面= ：是保持在纤 维匏大分予闻，所以奁洗涤后静离心麓承过程中东餐易麓净，所以定时闻瓣藏 水后其干燥时间变短。 第二节课题磺究的目的及意义 空苍纱蹙一种薪型的纺织产品，由于摩擦纺纱在我国还不够普及，虽然函产 水溶性纾维无论在溶解濑度一卜，还是在溶断收缩率簿 ；j i 质上都较同木生产的纤维 嬉羞。但是，我们摹望剩用改进酶玮键缁纱规郓翻产承溶性纾维遘孑：| j 韧步| 尚探讨， 探索完全嘲产的纯褊中空纱生产的可行性，以提离圈内纯棉织物竞争力。 随着我国加入w t o ，我困的纺织行业面临着很大的机遇和挑战。多年来， 我廷| 纺织舔j 澎一壹以抵劳动力或率、较羝约纺织品价毒蓦寒参与 器牙受嚣竞争。 目前，我幽纺织行业的劳动力成本已经高于巴基斯坦、印度、印尼等国家，瞵外 发刨新能力，管理水平为标志的竞争优势却并没有明控增强。而决定棉纺幽际竞 争麓南强秘的耨是裹效、i 溪速酌蠢动佬程度窝由此形成翡赢蕞质、褰瓣搠值产品 的较鼋。 兀津1 0 凡学砸i 研究生毕业沦文一惭j 卒芯纱及产乩的研制j 开发 棉中空纱这种新型纱线制成的纺织品为1 0 0 自l 棉，符合现代人追求的“令 天然”基调，又有较高的产品附加值。出几本企业只肯出售产品而不愿转让技术 这一状况来看，浚纱线具有较高的世界市场竞争力，丌发以利用改进的环锭纺细 纱机生产的棉中空纱，对我国的棉纺行业有巨大的社会意义和经济意义。我田的 棉纺行业以环锭细纱机较多，产品多为传统棉纱，随着纺织技术的提高及新型纺 织机械的涌现，传统细纱机及其产品缺乏市场竞争力，而且全面更换新型设备的 造价巨大，为一般棉纺厂所不能承受。所以开发以这些设备来生产高附加值的棉 中空纱既节省了更新设备的投资，又提高了产品的竞争力和工厂的经济效益。 第三节课题的研究内容及阶段计划 一、课题研究的主要内容 本课题主要分为三部分，第一部分为包芯纱及其产品的生产工艺的研究。以 水溶性短纤维纺成的细纱作为芯纱，纯棉纱作为包覆纱，剥环锭纺细纱机进行改 进，采用包芯纱生产技术生产包芯纱。由于芯纱采取了s 和z 两种不同的捻向， 包覆纱只采取了z 捻向，所以产生了“s z ”和“z z ”两种不同类型的包芯纱， 分别织成针织物。第二部分为通过对纱线在退维过程中的性能测试与分析，探讨 最佳的退维工艺。第三部分为通过对退维前后织物的性能测试与分析，探索采用 “s z ”与“z z ”包芯纱制墩空芯棉纱何者为最佳选择。通过以上研究从而得出 本课题的结论。 二、课题研究的阶段计划 1 、2 0 0 21 1 2 0 0 3 0 3 查阅有关资料；购买p v a 纤维和棉纱；检查实验所用 设备和仪器是否齐全，并进行必要的改进。 2 、2 0 0 3 0 3 2 0 0 3 0 9 利用改进后的环锭纺细纱机纺制包芯纱，并进行织造。 3 、2 0 0 3 0 9 2 0 0 3 1 0 测试空芯纱及其织物的物理机械性能，优化退维工艺。 4 、2 0 0 3 ，1 0 一2 0 0 3 1 2 撰写论文初稿，修改、定稿，整理装订。 5 、2 0 0 3 1 2 2 0 0 4 1 准备并进行答辩。 第二章水溶性p v a 纤维的概况 第一节水溶憔p v a 纤维的潮内外发展情况 一、水溶性p v a 纤维驹发展 聚乙烯醇，英文名称是p o l y v i n y la l c o h o l ，简称p v a ，是维纶纤皴l 。p v a 最早是由德甾p h 潞尔璺和慧内尔予t 9 2 4 年合成的，3 0 年代德幽制成纤维， 名为滓托菲尔( s y n t h o f i l ) 。由于它溶解1 ：水而不能作为纺织纤维，主要用作 外科的手术缝合线。巅到1 9 3 9 年n 本樱网- - p , g 簿入研究成功聚乙烯醇的热处 瑷和铺酸化方法，它才成为耐热水性激好的纤维1 卅。世界上生产聚己烯醇的国 家有中圈、日本、朝鲜、苏联等，产品以短纤维为主。水溶性维纶照在纺织领 域产量嫩窝，应爝最广泛的水溶撼纤维。它瞧是在当前技术水平条件下曦壤 于水的合成纤维，不仅成本低，丽且性能也是其它水溶性纤维不能比拟的，鼹 种很有价值的功能化差别纤维。 维纶的性质与棉花颇为栩似，有合成棉花之称。强鹰和蒯瓣憔优予棉花， 它与棉花的混纺( 1 ：1 ) 织物比纯棉织物的耐用性高0 5 - 1 倍。吸泓性较好，在标 准状态下翮潮率为4 ，5 - 5 _ 6 ；比熏( 1 2 6 一1 3 0 ) 比棉花小，热传导率低，保鼷怯较 好；耐腐蚀性和耐目光设较好，在般有机酸、黼、酯以及石油警溶潮中不溶 解；不翁辚蛙，长期放辫龟海水中，缨于土 虹下或长时间在问光下爨晒强度损失 都不大。维纶的主器缺点是耐热水性较整，在湿态1 1 0 - t15 时有明恩的变形和 收缩，在水中煮沸3 - 4 小时，织物明殿变形并发尘部分溶解；弹性4 i 佳，在服 用过程中易折皱；染色性较差，色泽不鲜艳；高潞“f 的力学性能低，限制了7 电 在浆些方丽的应用| 7 1 。 二、图外水溶性p v a 纤维的发展情况 同本对水溶性p v a 纤维作了大鬣的讲究，并舣得了定的成果。i i 在2 0 世纪6 0 年代，同本就开始水溶。盹p v a 纤维的工业化生产。8 0 年代起，研究范 拓筑，有翘离分子爨p v a 、高强商挨p v a 等，可乐纶是挪次研究热潮的一大成粜。 1 9 9 6 年，可乐黼公饲寅市用无公害的溶剂溆法冷却凝胶纺丝法制得具有热糕、 低潞水溶的“可乐纶k j i 纾维”，其中水溶性纤缵姻溶解瓣廖在0 1 0 0 。c i , “i 。1 9 9 7 年泼公司与国际羊龟局共同歼发的水溶骷纤维l i f t 罨混纺或交捻的“誊毛p v a ” 一6 一 天津1 ：韭大学t i , ) ih 甜! 笼生毕业论文一揣窄芯纱善乏i t 严品的研制2 ，予手发 的羊毛制造技术取得了成功 。目前，f | 本已建成k 产0 - s 0 。c 水溶性p v a 纤维的 万吨鼗验生产瘸模，产品应掰予髓爨冬羹垂。 三、国内水溶性p v a 纤维的发展情况 我国最早丌发水溶性p v a 纤维是： b 京维纶厂，当时应该厂总后勤部的要求， 为解决核潘艇上工俸骚静放嚣污染阉溪，藏遣 亍了承溶煎p v a 纾维弱研究，声晶 于1 9 8 5 年通过鉴定。湖南湘维有限公司1 9 9 1 丌始研制，用平均聚合度17 0 0 1 8 0 0 的p v a 生产出9 0 左右的水溶性纤维，1 9 9 4 年产晶通过省级鉴定。上海石化维 纶厂1 9 9 6 年成功开发园7 0 左右的承溶往维绘荠魏量生产。“。这些承溶纾绫在 溶解温度以下性能稳定，具有良好的白度、抱合力和抗静电性。部分产品已出f 1 创汇，仪湖谗厂1 9 9 6 年就销往美鲴2 0 0 0 吨，这说明我国有继续开发研制高附加 僮的p v a 承溶惶产品静技术基磴和潜藏。 第二节水溶性p v a 纤维的制造技术 一、承滚燃p v a 纾维熬纺丝生产工艺 经特殊加工的聚乙烯醇纤维具有其他纤维所没有的东溶性，这是由p v a 纤维的自身亲水性所决定晌。一般来随，不同水溶温度并兼备其他功能的p v a 纾维可遥过以下途径利螽阑 ” i z l ： l 、改变成形、拉伸和热处理条件； 2 、适当降低聚乙烯醇的聚合度和醇解度： 3 、逶过共豢、接技改性改变聚乙燧静静链结构，以进一多握褰它翡承溶瞧： 4 、与其它的水溶性聚合物混合纺丝； 5 、选择和丌发合适的纺丝方法以适应各种指标和功能都能满足的水溶性p v a 纾维豹生产。 存传统纺丝基础 ：，经人们不断探索，业已丌发出新型制造技术，下面介绍 已有水溶性p v a 纤维的纺制方法。 二、拳溶熬p v a 绎维豹馋缓绞裁方法l ”j ( ) 脱水凝网纺丝法： 脱水凝阉纺丝法是将p v a 水溶液喷入高浓度n a ：s 0 4 溶液中凝固，后对凝固 了雏纤篷在滚热条释一i - 逡，亍牵僻l 、予浚，孬经二| 二熟秀鼍 l l ，并翔懿热蹙理秀割褥。 此法制得| 勺水溶性p v a 纤维可作为造纸丌j 短纤和纺纱用短纤，般它存6 0 培0 兀津：r 业人学埘i 研究笪毕业论文一洲卒芯纱戍l 产t 吊的研制7 发 温水中溶解。作为唯一的湿法铀网非织造市纤维粘合剂，p v a 纤维在该产品加 工巾占据重要位置。由于朋此疗法制造纤维时有n a 2 s o 。进入纤维表面，因此难 以生产不舍n a 2 s o 一赫而能溶于8 0 v 以下水中的p v a 纤维。 ( 二) 硼酸凝胶纺丝法： 硼酸凝胶纺丝原理是已添加了硼酸的聚乙烯醇凝胶液，被挤入n a o h 和 n a 2 s 0 4 溶液中进行成形、交联；交联的纤维在湿热条件下经牵伸、中和、水洗、 干燥、干热牵伸、热处理面制得。 上述两种方法特点是工艺流程长、产量高、成本低，而且脱水凝固纺丝法还 可以生产短纤维( 如图i 1 ) 。目前围内外的水溶性p v a 纤维产品多半是采用上 述两种方法。 一一壤萝k 彗 干燥器热牵仲机热处理机缩醛裕水洗格 鼍骤一孽泉乙烯辞姬纤维生产一。 干燥箱 切断薪鼍y 打包 策( 一琊醉耀坩罐生广玩崔剖 图l - 1 硼酸凝胶纺丝法生产l 。艺流科 ( 三) 干法纺丝： 下法纺丝是将高浓度的p v a 纤维溶液喷入热空。i 中成丝，再经十热牵伸、 热处理而制得。此法制得的纤维，复丝纤度在3 0 5 0 d t e x 范阳内，可溶r2 0 9 0 水中。用这些纤维织造的织物薄且透明，冈此用作高档化学绣花花边的底布。 f 法纺丝的特 i 是1 艺流程短、水溶温度低、可制各长丝，也可制蚕既可溶又具 粘合i 吐! a 9 长丝；但此法存在纤维丝束纤度低，生产效率1 ：高，导致t t 产成本过高 等不足，难以广泛应用；， ( 明) 增塑熔融纺丝法： 增蜒熔融纺丝是将具有不同醇解度、聚合度或改。i 生1 1 9p v a 试样增塑熔融纺 丝，需采用增塑剂，常用的钉水、乙崞、口汕等。冈为p v a 熔点与其分解温 天津丁韭太学避| ：掰究生毕她论殳一拣空棼纱艇l 产媳黔蛾捌5 ，= l _ l = 裳 度狠接近，教不毙直接逃行熔纺，剥用增塑熔融纺丝可懂p v a 的熔融温度下降， 此外，采溺此方法纺丝可镌得不同溉度水溶的p v a 纤维。 兰、水溶往p v a 纤缭的新型锖l 造按术h l ： 蚓本可乐疆公司生产：静耨型水漆性p v a 纾维黝方法是冷冻胶纺丝法，那将 p v a 从喷丝孔挤入激阉涤豹溶液中迅速冷却成凝胶状，使得溶液绷流在溶剂被 除去之前就形成稳定的结构，这样得到的初生纤维是“均匀凝胶丝”，在以后 照热处避中分子垂勺取向翻结照 常均匀魑进行。为： 密闭系统 聚台物一原液一纺丝一挝仲一脱水剂一千燥( 一拉伸) 一卷曲 l 溶潮l 溶剂+ 沉淀荆jl 沉藏潮j 粟阂此方法时霰用溶勰性能相当好豹有机溶剂作为纺丝溶剂，凝固浴也溪采 用有机溶剂，这样使以往难以纺丝的p v a 的纺丝变为呵能。 这雾孛耨燮冷冻皎缀丝法不同予普运浸法纺丝方法。耀誊遇溅法绞丝方法铡冬 豹纤维，双在凝固浴中囊拔除去溶剂霹镇褥纤维豢谣及内邦结构有习i 规则缺隧， 强度改善受到了限制，而冷冻胶纺丝法却可容易制褥高取向、商结晶度的纤维。 瑟篓纺丝法被谈为是 鏊赛主首次完全不曩l 承憋、无污染熬一秘缘色纤维涮造 工艺。冀特点建在整个滚程中无承存在，所塌豁剂及凝固剩等均是有机溶剂，且 溶剂具有较宽的高聚物溶解能力，故同生产i ：岂可生产不同种粪的高聚物纤 维，如象乙烧簿、纾鬃豢黪等纾缳。色援溶矮、纺丝燕至染色在内豹全部王艺漉 程是在一个封潮系统中完成蕊，盎戴体系中溶荆羧完金收强镶环利用，无废波撼 出、不污染环境州。 第三节水溶性p v a 纤维的特性 、水溶性p v a 纤维的结构及其分类： p 、狐魏纯学分子式寥h f ；h 蠹 ( 直链型) ，褒羰原予骢鬃性主链土：嚣缀 侧 多亲水性的羟基- - o h ，这使得p v a 具有优良的水溶性及高亲水嗷灞性f ”l 。以p v a 为主要骧籽，运用薪受纺丝王艺歼发铡零麴赢强赢臻p v a 纾终秘东溶性p v a 纾缝 邋常被统称为灏型p v a 纤维。本论文主要涉及水溶蝗p v a 纤维，擞撼其性质不 问，可以分为以1 - 7 1 , 类： 叠兰坠翌兰! 塑：璧! ! 兰堂婆篓兰= 塑! ：鳖竺鉴墅：曼塑! ! ! 蔓曩垄 菊先，投瓣p v a 纾维羟水中溶解淤度的高低，p v a 纤维可襁分为低灞溶勰 ( 0 - - 4 0 c ) 、中灞溶解( 4 1 7 0 。c ) 刊高溢溶解( 7 1n 1 0 0 。c ) 曼类阳。 其次，极据纺丝王艺不同，可以得铷长丝和短纤维。水溶性长丝是为蹭期l 单 丝的强度以及撼璺) 毛羽效祟两卷在纱线上，扶蕊提高织造效果，还t q 用束制造轻 蹙织物。水溶性短纤绻可用束与羊毛锝纤维进行混纺，增加纱线强度，从丽键高 可纺性、织造性。这样，扩大了纱线和织物设计的可能范围。此外，还可以分为 承溶毽常蠼纾缍襄瘩溶控复台纾缝，以及单一承溶性纤维和多功越水溶性纾绦 喾。 二、水溶性p v a 纤维的水溶性： 承溶性p v a 纾维懿英文名稼璺强酿8 rs o l u b l ef i b e r ，它怒秘戆在水中溶 麟或逛水缓漫承解成水溶性分子( 域化合物) 的纤维，是一种很有价值的功能性 差别化纤维，水溶性p v a 纤维就较有代表性。 承溶瞧p v a 纾维豹滚勰过程是：当撼承溶牲p v a 纤维鼓在定滋疫愆热承中 时，楚饕水漫熟逐步提藏，纾维首先啜水、膨熙，然霜收缩。当纤维达到最大收 缩率时，就会溶成胶状，最后以分子形式溶解分散于水中。 承溶性p v a 纤维应关存懿特馐魏下： 1 、要求在般湿度裁可以充分溶嬲予求。一毅摁水溶牲p v a 纾维躲溶孵瀑度划 分为常温、6 5 7 00 0 、8 0o c a i 右、9 0 一i o o v 等几r ，从而可以樱榭0 i 同场合及 不甚瘟蠲鳃要隶逮行鞍为蘧意套缝豹选择。 2 、在中等瀑搜豹空。_ = 孛不发生糙劳，旁较好豹稳定拣，否则不利予加工生产、 储存。 3 、黢为达到菜静效莱，零溶淫p 嘏纾维茬霞在麓王过程兹菜拿酚段蕊靛溶 去，这种。凌况下，对共物理撬槭性裁簧求不窝，但瑟求鸯一定腿强发鞠懋搏 度，且溶解时的收缩率也不宜过大。例如，利用水溶性p v a 纤维作刺绣腻确。 时，若溶解嘲殴缭搴过大，藏会造成矧绣匿寨鞠凸不平【“。 三、零溶瞧p v a 纤维漆簿酶实质； p v a 纤维溶解的过程是溶质分子和溶剂分子相互混合的过程。p v a 高聚物的 结构复杂，弓溶栽分子尺寸差别天，蕊者的分子运动遮度差异夫，溶帮分予旋选 鞍馁缝港鳞离壤穆，露离分子淘溶剂中的扩敖是镄缓浚豹。赦溶绥时龙是涤捌分 天津下熊_ a = 学鹾| j 料究生毕盐沦定一拣窄甚纱及搂产熬抟矧铡i 湃笈 予渗入掰聚物内部，使蠢聚物体积膨胀，这一过穰为溶胀阶段，然后才是商分子 均匀分散在溶剂中，形贼完全溶解的分子分散的均捆体系。水浴性纤维的溶胀是 整体进行的，表面大分子锈先溶剂化，诱而出现新的表面，如此锭复直至溶解； 浏纱线、织物中豹承溶牲纾维紊激，由于承分予的渗入是出表及累的，所以，纱 线表面的维纶先溶胀，搿向内部扩散。丽且，表磷朦躺维纶溶胀届，会形成层 薄膜盖在表丽，阻碍水向内部渗入，须等待表层维纶分子转入水溶液中，这种隧 褥翻逐淤溃邋