（纺织工程专业论文）无捻毛巾的生产及产品性能评价.pdf

摘要 自入世以来，纺织行业作为中国的传统优势产业，国民经济的支柱产业和出 口创汇的首要产业，一直深受困民的关注。人们期盼入世能为纺织业创造更多的 发展机遇，为中国山纺织大国迈向纺织强国创造条件。但机遇和风险共存，在激 烈的市场竞争中，我们要保住和赢得更多的市场份额，就必须提高产品的市场竞 争力，研制新品种，新工艺，使产品结构多元化，系列化，具有高的技术含量和 附加值，从而占领市场，获得较高的利润。 毛巾类产品作为家用纺织品的主类别之一，是我国的主要出口行业之一，直 接面对国际市场，也要求有新的突破。目前毛巾织物在家庭中的作用己越来越重 要，消费量也越来越大，同时人们对毛巾的要求也越来越高，要求毛巾不仅具有 卫生洗浴的实用性能，有高柔软性和吸水性，使用时有温暖感，舒适感，同时还 要求其表面丰满有装饰环境及用于社交礼仪的功能。无捻毛巾温暖、舒适，有优 越的吸水性和柔软性能，且表面蓬松、丰满。它的研制、开发和生产是国际市场 的需求，在国内外都具有巨大的市场潜力和广阔的发展前景。 该课题详细描述了无捻毛巾的原料选择、组织结构、上机生产、织制和后道 的处理过程，并亲自测试了其纱线的各项指标和产品的各项物理机械性能，通过 数字详细表述了无捻纱优越的可织性和无捻毛巾优异的柔软性、悬垂性和超高的 吸水性能。同时对无捻毛巾的性能评价和性能优势测定，为无捻毛巾的具体实践 和研究提供了一定的理论尺度和标准，为其进一步发展奠定了基础。 利用滴液法动态吸水性原理制造的实验仪器和实验方法可以定性定量地测 出毛巾的吸水性能，为无捻毛巾的评定提供了客观的评价方法，同时也提供了一 套可靠的检测毛圈织物吸水性能的仪器和方法。 关键字：p v a 纤维、无捻纱、毛巾织物、无捻毛巾、吸水性、柔软性、 a b s t r a c t a f t e ri n t e r r i n gw t o ，t e x t i l ei n d u s t r y a so n eo fc o n v e n t i o n a ls u p e r i o r i t y i n d u s t r i e so fc h i n a ，p i l l a ri n d u s t r yo fn a t i o n a le c o n o m ya n df i r s t - i a t ee a r n i n g f o r e i g ne x c h a n g ei n d u s t r y , h a sb e e na c c e p t e dp e o p l e sw a t c h i n ga l t h et i m e p e o p l e l o o kf o r w a r dt om o r ed e v e l o p m e n tc h a n c ef o rt e x t i l ei n d u s t r y ，t om a k em o r e c o n d i t i o n sf o rc h i n at os t e pb i gt e x t i l ei n t op o w e r f u lt e x t i l en a t i o n b u tc h a n c ea n d r i s kc o e x i s t i no r d e rt oc o n s o l i d a t ea n dg a i nm o r ep r o p o r t i o no ft h em a r k e t ，i nt h e i n t e n s ec o m p e t i n gm a r k e t ，w em u s ti m p r o v ep r o d u c t s c o m p e t i t i v ea b i l i t y ，i n v e n tn e w t y p e sa n dn e wp r o c e s s e s ，a n dm a k em u l t i v a r i a t e a n ds e r i e sp r o d u c t s ，a n dt h e s e p r o d u c t s p o s s e s s a d v a n c e dt e c h n o l o g i e sa r em u c hv a l u e - a d d e d t h e nt h e s en e w p r o d u c t sw i l lo c c u p yt h em a r k e ta n dg a i nm u c h m o r ep r o f i t a sm a i n so ft h eh o u s e h o l dt e x t i l e s ，t o w e li n d u s t r yi st h em a i ne x p o r ei n d u s t r y f a c ei n t e r n a t i o n a lm a r k e td i r e c t l y ，t o w e li n d u s t r yw i l lb em o r eb r e a k t h r o u g h a tt h e m o m e n tt o w e l sh a v em o r ea n dm o r ei m p o r t a n te f f e c ti nh o m e t h ec o n s u m ei sm o r e a n dm o r e a tt h es a m et i m e ，t h er e q u e s ti sm o r ea n dm o r e ，t o o p e o p l ed e s i r et o w e l s h a v en o to n l yu t i l i t yp r o p e r t i e s - - h y g i e n i cs c o u r i n gb a t h ，g o o dm e l l o wh a n d ， a b s o r b e n c y ，u s i n gi tw i t hw a r m n e s sa n dc o m f o r t a b i l i t yb u ta l s ou s i n gf o ro r n a m e n t e n v i r o n m e n ta n ds o c i a le t i q u e t t ew i t ht h e i r f u l ls u r f a c e t w i s t l e s st o w e li s w a r m ，c o m f o r t a b l e ，a n di th a sg o o ds o f th a n da n da b s o r p t i o n t h es u r f a c e i sb u l ka n d f u l l t h ei n v e n t i o n ，d e v e l o p m e n ta n dp r o d u c ei st h en e c e s s a r yo fi n t e r n a t i o n a l m a r k e t i th a sl a r g ep o t e n t i a ls p a c ea n dv i d ed e v e l o p m e n tp r o s p e c t i nt h i sr e s e a r c h ，i td e s c r i b e st h ep r o c e s s e sd e t a i l e df o rt w i s tl e s st o w e l s p r i m a r y m a t e r i a ls e l e c t e d ，t i s s u es t r u c t u r e ，p r o d u c e ，w e a v ea n dp o s t - t r e a t m e n t ip e r s o n a l l y t e s te a c hi n d e xp o i n to ft w i s tl e s st o w e l s y a m s ，a n de a c hp h y s i cm e c h a n i c a lp r o p e r t y o fn o n t w i s tt o w e l s t h e s ed a t ad e s c r i b et w i s tl e s sy a m sg o o dc h a r a c t e r i s t i c sf o r w e a v i n ga n dt w i s tl e s st o w e l sb e t t e rs o f t ，d r a p ea n de x c e l l e n ta b s o r p t i o n a tt h e s a m et i m et h ee s t i m a t ef o rt w i s tl e s st o w e l s c h a r a c t e r i s t i ca n dt e s tf o rt w i s tl e s s t o w e l s e x c e l l e n tp e r f o r m a n c eh a v eo f f e r e dc e r t a i na c a d e m i cc r i t e r i o n ，a n dm a k et h e b a s eo fp r o m o t i n gi tf u r t h e rd e v e l o p m e n t w em a k eas e to fi n s t r u m e n to ft e s t i n ga n dq u a n t i t a t i v ea n a l y s i sa n dq u a l i t a t i v e a n a l y s i sa b s o r p t i o no ft o w e l s ，a n dt h i sa l s oo f f e ra ni m p e r s o n a la p p r a i s e m e n tm e a n s f o rn o n t w i s tt o w e l s a n da tt h es a m et i m ew ea l s oo f f e ras e to fr e l i a b l ei n s t r u m e n t a n dm e a n sf o rt e s t i n ga b s o r p t i o no ft e r r yf a b r i c k e y w o r d s ：p v af i b e r ，t w i s tl e s s y a m ，t o w e l ，t w i s tl e s st o w e l ，a b s o r p t i o n ，s o f t 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，也不包含为获得云洼王些太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已在论文 中作了明确的说明并表示了谢意。 学位敝作者躲铲蕴 签字慨劲修年阳2 多日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解云洼王些太堂有关保留、使用学位论文的规定。 特授权云洼王些盍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：弩鹱莲 导师签名：彩矽 签字日期：加矿年2 月够日 签字日期：彳饬厂年胆月r 学位论文的主要创新点 一、利用2 7 8 t e x 无捻纱( 由水溶性维纶长丝与棉纱反向加捻而 成) 代替2 7 8 t e x 纯棉纱，成功地生产出了高档无捻毛巾。无捻纱不 需要上浆纱过程，便可直接上机织造，减少了耗能，节约了能源和浆 料，且不因退浆造成环境污染。同时，无捻毛巾的市场价格约为普通 毛巾的3 4 倍，有可观的经济效益和高附加值。国际国内市场都有巨 大的发展空间。 二、无捻毛巾优异的吸水性和柔软性是普通毛巾所无可比拟的。 三、滴液法动态吸水性实验仪器和实验方法可以定性定量地测出 毛巾的吸水性能，为无捻毛巾的评定提供了一套新的评价方法。 前言 上- j - 刖舌 0 1 我国毛巾业的发展及现状 上世纪七十年代未我国实行了改革开放的政策，毛巾行业直接面对国际市 场。随着国际家纺产品的迅猛发展，毛巾类产品在纺织品中的比例迅速提高，变 化同新月异，设计巧夺天工，由此迫使我国毛巾产品上了一个新的台阶和水平， 带来了毛巾行业的大发展。 由于体制以及东南亚金融危机的影响，通过第一次大发展形成的几十家毛巾 骨干企业逐渐显现弊端，无法适应市场经济法则，纷纷倒下。在此期问又诞生了 一大批多元投资企业，他们利用各种机遇，善于经营，成为我国毛巾行业的新生 力量，成为我国毛巾行业的主力军，并开始了再次的大发展。 目前，我国的毛巾行业又陷入了低谷。由于对市场的不了解，每年重复生产 近几亿条毛巾，总量已大大超过需求，而国内充其量消耗其1 3 ，尚有一些争着 出口，其中大部分是以极其低廉的价格出口，极大地浪费了资源。同时，存在着 一家好了，千家万家照抄照搬的现象，而市场根本容纳不了那么多。与其同时， 有市场需求的，消费者真正需要的一些产品或潜在产品却没有，由此导致企业之 间竟相压价，油水外流，效益低下。同时，从市场销售的产品看，大都存在着掉 毛、落绒、产品发硬、颜色发黄、掉色及边丝不挺等现象，也存在着许多三无产 品。其中有些毛巾制造商不惜牺牲毛巾吸水、护肤、洗涤的本质属性，而用腈纶、 化纤、烂棉等制造毛巾并用低廉的价格抢占市场，造成了质量每况愈下，质优价 格合理的产品受到严重的冲击。 0 2 目前的市场需求及竞争 家用纺织品作为纺织三大领域( 服装、家用和产业纺织品) 之一，目前在有 些国家已占市场纤维消费量的1 3 ，而毛巾类产品作为家用纺织品的主类别之一， 在家庭中的作用已越来越重要，消费量也越来越大，同时人们对毛巾的要求也越 来越高，要求毛巾具有高柔软性和吸水性，使用时有温暖感，舒适感。 当前，市场上的毛巾类织物普遍存在着柔软性和吸湿性较差的现象，因此， 高柔软性、高吸水性的毛巾类织物在国内外市场的需求都特别大，存在着巨大的 市场潜力，特别是高档次产品市场的需求。 前言 鉴于毛巾类产品日益扩大的市场潜力，越来越多的外商参与其竞争和角逐。 在图际上川，我国的毛巾业仅处于中上等水平，与欧美等国家还存在着大的差 距。原来许多并不起眼的国家，近年来也与我国展开了激烈的市场竞争，有些国 家已超过了我们。如：原来的毛巾生产大国，美国、德国、英国、葡萄芽、比例 时以及巴西等在新的时期迅速更换装备，增强竞争力，他们的品种和质量确实高 出我们许多。后来较落后的巴基斯坦和印度( 包括印尼、越南等国) 的产品也以 门类、档次、卖价等紧紧超赶我国。同本更是以其优质和新颖等优势与我们争夺 国际国内市场。因此，在激烈的市场竞争中，我们要保住和赢得更多的市场份额， 就必须提高产品的市场竞争力，研制新品种，新工艺，使产品结构多元化，系列 化，具有高的技术含量和附加值，从而占领市场，获得较高的利润。 0 3 国际发展趋势及几种新型毛巾 当前毛巾业的竞争十分激烈，研制新品种，开发新工艺是企业生存、发展的 必经途径。国外对毛巾类产品开发研究主要集中在采用一些新的纤维原料及混纺 等方法上。如奥地利的兰精公司乜1 开发了一种新型的高温湿模粘胶纤维 叫o d a l 纤维。与普通的粘胶纤维相比，它最突出的优点是具有极高的拉伸张 力在调湿状态下为3 5 c n t e x ，在湿态下为2 0 5c n t e x ，是普通粘胶纤维 的2 倍，有良好的耐水性能。此外，m o d a l 纤维的吸湿能力比棉纤维高5 0 ，而且 吸湿速度极快，与皮肤接触性能佳。用m o d a l 纤维纺制的纱线加工后的织物质地 柔软、滑爽，有丝质感，色泽艳丽，且m o d a l 纤维价格适中。将其与棉混纺生产 出的毛巾可优势互补，既柔软、舒适，又色泽艳丽，且具有良好的吸水性。 美国c h r i s t y 公司的e m b r a c e 毛巾口1 采用4 8 的棉，3 0 摩黛尔，2 2 的真丝生 产的合成纤维为原料，使其既具有棉良好的吸水性能，又有真丝亮丽的外观。巴 西的c o b r at r a d i n g 公司推出了p r e s t i g e 毛巾，采用9 9 的棉与1 的螺萦紧捻混纺 纱制成，具有优美的素色，多凸条缎纹等特点。此外，国际市场上还出现了许多 诸如防护、美容、生物、清洁等用途的毛巾如利用强力超细异形纤维为原料织成 的毛巾，既具有棱角超细纤维结构，对粉尘有超强的捕捉性，同时又有吸水性和 疏水性能好，易洗易干等优点，特别适合于环保清洁用。另外，日本一家公司开 发的用7 0 的棉纱和2 5 的内含抗菌陶瓷细粉的尼龙丝织成的陶瓷毛巾，不仅吸水 性强，手感十分柔软，而且能自行消除异味并能杀菌。 0 4 国内毛巾业的研究，开发趋势 加入w t o 后，我国的毛巾产品更加直接地面对国际市场、国际竞争和国际市 2 前言 场规则，要想生存、发展，就必须进行产品的更新换代，依靠先进技术，开发新 品种，抓住机遇，参与国际竞争。 我国传统的毛巾织物存在着吸湿性、柔软性较差的现象，这是传统的常规纺 纱工艺、技术本身无法克服的问题n 1 。传统毛巾为使毛经纱具有足够的强度以适 应纺织加工的需要，赋予了毛经纱较大的捻度，使其纱线结构紧密，这样就使其 失去了具有良好柔软性和吸水性的优点。因此要提高其柔软性、吸水性，我们不 妨采用无( 弱) 捻毛巾经纱，生产无( 弱) 捻毛巾。目前，无捻毛巾是国内、外 市场均看好的高档产品，许多国内、外厂家都在试制。这就是利用可溶性化纤( 如 可溶性维纶) 与棉纤维进行包缠纺纱或平行纺纱后织成毛巾产品，再通过染整加 工整理后，将包缠在棉纱外的可溶性化纤去除，即形成了无捻毛巾、浴巾织物。 该产品的主要特征之一即为毛经纱为无捻或弱捻，使棉纤维呈棉絮自然状 态，充满粗犷感，质地厚实丰满，毛圈整齐均匀，覆盖性好，手感柔软，有优越 的服用性能，如用作浴衣等。其次，毛环受钩后，只破坏受钩部分的一个或二个 局部毛环，不会造成连续性破损抽纱现象，另外织物单位面积所需用的纱比传统 产品少，效果好。其三，由于无捻度的棉纤维既保持了厚实蓬松的风格，使产品 的吸水性能好，吸水率大在优于一般的毛浴巾，加上棉纱表面的纤维绒毛饱满， 粒粒竖起，织物具有极好的蓬松度，同时其市场价格也高于传统的毛浴巾价格， 具有潜在的可观经济效益。 水溶性维纶即水溶性聚乙烯醇( p v a ) 纤维凹1 ，目前在许多方面已得到了广 泛的应用。其无毒、无味，能溶于水，水溶液无色透明，在较短的时间内即可自 然生物降解，对环境不产生任何污染，是极具开发价值的绿色纤维。同时在每一 批产品制品结束后，我们可以采用回收的办法，将溶于水的p v a 纤维回收( 如最 简单的过滤法即可) ，然后在下一次的生产中重新使用，这样循环使用，既降低 了成本，又减少了环境污染，同时又带来了可观的经济效益，增强了市场竞争力， 确实是具有前景的新的开发研究方向。迎合了目前全人类所呼吁的绿色环保和循 环经济的要求。 3 第一章纤维和纱线 1 1纤维及其分类 第一章纤维和纱线 从生产的角度看，凡是直径数微米到数十微米或略粗些，长度比直径大许多 倍( 上千倍甚至更多) 的物体，一般都称作纤维1 。其中长度达到数十毫米以上， 具有一定的强度，可挠曲性和互相纠缠抱合性能和其他服用性能而可以生产纺织 制品( 如纱线、绳、带、机织物、针织物等) 的叫做纺织纤维。 纺织纤维的种类繁多，包括天然纺织纤维及人工合成的化学纤维。天然纤维 是由自然界直接取得的纤维，包括植物纤维，又称天然纤维素纤维；动物纤维， 又称天然蛋白质纤维；和矿物纤维，又称天然无机纤维。化学纤维，是人工加工 制造成的纤维状物体，是用天然的或合成的聚合物为原料，经过化学方法和机械 加工制成的纤维。 1 1 1 棉纤维的特性 棉纤维足最常用的纺织纤维，正常成熟的棉纤维，纵向呈具有转曲的带状， 截面呈腰圆形，转曲在中部较多，稍部最少。成熟度低的棉纤维，则纵向呈薄带 状，没有或很少转曲，截面扁平。这种天然转曲是使棉纤维具有良好的饱和性能 与可纺性能的原因之一，天然转曲越多则棉纤维的品质越好。 棉纤维的主要成分是纤维素，除纤维素外，棉纤维还附有5 左右的其他物 质，称为棉纤维的伴生物。伴生物对纺纱工艺、漂染、印染加工有影响。棉纤维 的表面有脂蜡质，俗称棉蜡。棉蜡对棉纤维具有保护作用，是棉纤维具有良好纺 纱性能的原因之一。但在高温时，棉蜡容易熔融，以致影响纺纱工艺。原棉经脱 脂处理，吸湿性明显增加，脱脂棉浸入吸湿可达本身重量的2 3 2 4 倍。棉纤维耐 碱不耐酸。因此，常用1 8 一2 5 的浓碱对棉布进行丝光处理，提高其吸湿性和 燃料吸附能力。 1 1 2 化学纤维的特性 化学纤维口1 ，是指用天然的或合成的聚合物为原料，经过化学方法和机械加 i n 成的纤维。根据所用原料的不同，化学纤维可以分为再生纤维和合成纤维。 按照化学纤维的形态结构可分为长丝和短纤维两大类。长丝又可分为单丝、复丝 4 笫一章纤维和纱线 与变形丝，是不经过切断工艺的连续丝条。在纺丝后加工切断成各种长度规格的 为短纤维。 再生纤维是采用天然聚合物为原料，经过化学方法和机械加工而再生制的， 与原聚合物在化学组成上基本相同的纤维。例如，粘胶纤维。合成纤维是利用煤、 石油、天然气、农副产品等制得的低分子化合物( 单体) 为原料，经人工合成与 机械加工而制得的纤维。常见的涤纶、晴纶、维纶等都是合成纤维。 维纶纤维的化学名称为聚乙烯醇缩甲醛纤维。耐碱不耐酸，吸湿性好，标准 条件下的回潮率在5 左右。 1 2 纱线及其分类 纤维制成的纱线种类也很多。按结构基本上可分为以下三大类，普通纱线、 长丝、新型纱线，并按原料、形成方法等分成许多小类。普通纱线又可分为单纱 和股线，可以有各种天然短纤维或化学纤维混合或不混合纺成。 长丝是天然的长纤维( 蚕丝) 或化学纤维连续纤维的单根( 称为单丝) 或多 根并和( 称为复丝) 制成的连续物体。它又可按原料品种、粗细等区分为许多小 类。 新型纱线，包括采用新型的纺纱方法( 转杯纺纱、静电纺纱、喷气纺纱、尘 笼纺纱、包缠纺纱、自捻纺纱等) 用短纤维或夹入部分长丝或并和成的股线；也 包括特种加工方法，如收缩膨体、刀边刮过变形、气流吹致变形等方法制造的长 丝变形丝；以及特种纱线与普通纱线并和形成的新型股线等。 1 3 纱线的捻度、紧度 纱线单位长度内的捻回数，称为捻度阳1 。棉纱线及棉型化纤纱线的特克斯( 号 数) 制捻度t 她，是以纱线l o c m 长度内的捻回数表示；英制支数制捻度t e ，是以 l 英寸的捻回数表示。精纺毛纱线及化纤长丝的捻度t m ，是以每米的捻回数表示。 t 。，t e ，t m 三者的关系为： t ：3 9 3 7t m 。竺 ( 1 1 ) t e = 0 2 5 4t 。= 0 0 2 5 4t m( 1 2 ) t m = 1 0t 。，= 3 9 3 7t e ( 1 3 ) 捻回分z 捻和s 捻，单纱中的纤维或股线中的单纱在加捻后，捻回的方向由 5 第一章纤维和纱线 上而下、自右至左的叫s 捻，也称顺手纱或右手纱；自下而上，自左至右的叫z 捻，也称反手纱或左手纱。如图l 一1 所示。经、纬纱的捻向配置合理，则制品 表面纹路清晰、光泽度好、吸色均匀、手感柔软；物力机械性能也较佳。 股线捻向的表示方法，第一个字母表示单纱的捻向，第二个字母表示股线的 捻向。经过两次加捻的股线，第一个字母表示单纱的捻向，第二个字母表示初捻 捻向，第三个字母表示复捻捻向。例如，单纱为z 捻、初捻为s 捻、复捻为z 捻的股线，捻向以z s z 表示。加捻过程中，纱线中纤维受张力作用，发生伸长变 形。纱的外层纤维受到的张力和发生的伸长较大，内层纤维较小。随着捻度的增 加，纱的许多物理机械性质发生了变化，纱的紧密度增加，直径减小，强度增大， 手感变硬，光泽也有变化。捻度是影响纱线的品质的重要因素，在生产中需要定 期检查纱的实际捻度是否合乎标准。目前采用的测定纱线捻度的方法，主要是解 捻法和张力法( 解捻加捻法) 。 1 4 纱线的结构、性能对织物的影响 捻度影响纱线的强力，手感和光泽等。捻向也对织物的外观和手感有很大的 影响，但对于毛巾织物来说，捻向的影响不大。主要是捻度的影响。在加捻过程 中，纱中的纤维受张力作用，发生伸长变形。纱的外层纤维受到的张力和发生变 形的伸长较大，内层纤维较小。因此，纱中的纤维间产生了向心力。随着捻度的 增加，纱的许多物理机械性能都发生变化，使纱的紧密度增加，直径减小，强度 增大，手感变硬，光泽也有变化。那么，对应织物的手感发硬，柔软性、悬垂性 变差，吸水性也有一定的影响。 1 5p v a 纤维 p 、後纤维即聚乙烯醇纤维( p o l y v i n y la l c o h 0 1 ) ，也称水溶性维纶引，。分子 式n0 1 ( c h 2 c h o h ) n 在碳原子的柔性主链上有许多亲水性的羟基，使得它具有优 良的水溶性和高亲水吸湿性。1 9 2 4 年首先由德国的赫门( h e r r m a n n ) 和海赫耳 6 第一章纤维和纱线 ( h a e h n e l ) 把聚醋酸乙烯酯醇解制得。最初被丌发出束的p v a 纤维是利用它能 溶于水的特点，在德国试制成医用手术用纱和外科缝合线n 。在第二次世界大 战中，美国等国家用p v a 纤维制得敷设水雷用的降落伞。在五十年代，同本开 始对p v a 纤维的水溶性进行开发，使其在化学使用方面有了一定的发展，近二 十年又有了新的突破和发展，丌发了性能更加优良的新型水溶性纤维。 水溶性p v a 2 1 不仅具有理想的水溶温度、强度和伸度，有良好的耐酸、耐 碱、耐于热性能，而且溶于水后无味、无毒，水溶液呈无色透明状，在较短的时 间内能自然分解，对环境不产生任何污染，是百分之百的绿色环保产品。由于水 溶性p v a 的独特性能，使得它在纺织、农业、医疗卫生、军事、造纸等许多领 域均有应用。 7 第二章水溶性p v a 纤维 第二章水溶性p v a 纤维 迈进2 1 世纪，资源短缺、环境污染等一系列威胁人类生存和发展的问题越 束越引起人们的关注保护环境，减少污染，实行可持续发展战略是当今世界共 同的发展大计。水溶性维纶纤维即是其中的一种。 2 1 水溶性纤维的发展历史与特点 近年来各国都在对可生物降解的高分子材料进行研究。在2 0 世纪3 0 年代，最 初被丌发出来的可降解的水溶性纤维是聚乙烯醇( p v a ) 纤维。在5 0 年代，日本开 始对p v a 纤维水溶性使用价值方面做进一步研究。近年来，国际上又开发以棉纤 维素为原料，经过碱、醚、酸和醇等化学试剂处理的水溶性纤维。我国从7 0 年代 未开始了水溶性纤维的研制工作，并已取得了可喜的进展，形成规模生产，扭转 了依赖进口、产品品种单一、档次低的局面；目前常用的制造水溶性纤维的方法 有湿法纺丝和干法纺丝2 种，另外还有熔融、半熔融纺丝，硼酸凝胶纺丝和冷冻 胶纺丝等。 水溶性维纶纤维有长丝和短纤两大类。水溶性维纶长丝是理想的水溶性纤 维，是维纶的特色品种，可有o 1 0 0 水溶温度，供各种用途使用。水溶性p v a 纤维不仅具有理想的水溶温度、强度、伸度，具有良好的耐酸、耐碱、耐干热性 能，而且无毒、无味、能溶于水，水溶液无色透明，能在较短的时间内自然生物 降解，对环境不产生任何污染，是极具开发价值的绿色纤维。此外，据最近的研 究结果表明，聚乙烯醇是大品种合成高分子中唯一有生物降解性的材料。正是利 用p v a 纤维所具有的能溶于水的独特性能，不同性能的水溶性p v a 纤维的开发及 拓宽其应用范围的丌发仍在不断地进行。水溶性p v a 纤维的主要性能见表2 - 1 。 表2 1p v a 纤维的主要性能表 项 纤维长度纤度干强度 干伸长 水溶温度公定回潮 目 m md t e x c n d t e x( )( )( ) 指标 3 81 5 6 41 6 2 58 0 55 8 第一二章水溶忡p v a 纤维 2 2 水溶性纤维p v a 的制作方法 2 2 1 湿法纺丝 将p v a 纤维溶液喷入高浓度的硫酸钠溶液中凝固，凝固了的纤维在湿热条件 下牵伸、干燥，再经干热牵伸，并加以热处理而制得。此法的优点足产量高、成 本低，使用改性p v a 纤维，也有利于普通p v a 纤维在原液中改性。其缺点是工艺难 度大，有硫酸钠进入纤维表面，难以生产不含硫酸钠而能溶于8 0 以下水中的 p v a 纤维，且因凝固溶液中直接除去溶剂而使得纤维表面及内部结构出现不规则 缺陷，强度改善受到了限制u 叫。 我国多采用湿法纺丝工艺生产水溶性纤维，由于此法工艺难度大，目前也只 生产出水溶温度在7 0 9 0 的水溶性纤维，其他的物理性能有待进一步提高。 2 2 2 干法纺丝 将高浓度的p v a 纤维溶液喷入热空气中，使溶剂蒸发而凝固成丝，再经干热 牵伸、热处理而得到。此法的优点是纺丝工艺简单，宜于生产多品种的水溶性长 丝，特别适宜生产常温水溶性纤维。然而此法有纤维丝束纤度低、产量低、成本 高等不足。 2 2 3 熔融、半熔融纺丝 加一定量的水使p v a 纤维增塑，而后在1 2 0 。c 1 5 0 。c 下使其成为半熔化状 态，以很大的压力从喷丝头中压出，接着在空气中冷却凝固。这种方法可用于纺 制单丝或复丝，但至今未见在工业生产上有很大规模的应用。 2 2 4 硼酸凝胶纺丝 已添加了硼酸的p v a 凝胶液，被挤入氢氧化钠和硫酸钠溶液中进行成型、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、热处理而 制得。这种纤维的交联可使水溶性p v a 纤维在中等湿度的大气中具有较好的稳定 性，而在水中将很快发生水解而脱开，因此对其水溶性不发生影响。 2 2 5 冷冻胶纺丝 日本可乐丽公司最新开发的新型冷冻胶纺丝方法是用溶解性能相当好的有 机溶剂溶解p v a 作为纺丝原液，从喷丝孔挤入有机溶剂的凝固液中，迅速冷却成 9 第一：章水溶性p v a 纤维 凝胶状，使得原液细流在溶剂被除去之f i i j b i j 形成稳定的结构，凝固后的纤维具有 均一的圆形截面结构。这种方法可得到低醇解度、高强力、低收缩、不易发生胶 粘的p v a 纤维。该方法的特点足在整个流程中无水存在，所用溶剂及凝固剂等都 是有机溶荆，且溶剂具有较强的高聚物溶解能力，故同一生产工艺可生产不同种 类的高聚物纤维。整个工艺流程是在一个封闭系统中完成的，在此体系中溶液被 完全回收循环利用，无废液排出，不污染环境。可乐丽公司已使用此法成功地生 产了新犁水溶性p v a 纤维k l i ，其水溶温度在o 1 0 0 ，同时还具有可生物 降解性、耐碱性、耐压耐热性、高强度、低收缩性、高阻燃性和易于原纤化等性 能。 2 3 水溶性纤维p v a 的应用 利用水溶性纤维能溶于水的特点，德国最早试制成医用手术用纱和外科缝合 线，优点是手术后不用拆线；在第二次世界大战中，美国等国家用水溶性纤维生 产敷设水雷用的降落伞，优点是敷设水雷后，降落伞自动溶解，不留痕迹。用水 溶性纤维做纬纱织造后在热水中溶去纬纱，制成无纬毛毯。这种方法也适合于经 编织物织造，有利于衣着针织化。此外，水溶性纤维还应用于生产无捻纱、针织 品剪裁、国防上用作特种工作服等。用水溶性纤维制成的水溶布可以用来吸水和 止血。 水溶性非织造布主要作为服装行业绣花的骨架材料，可单独在其上面绣花， 也可与其他服装面料衬在一起使用， j n 2 - 完后只要在热水中处理掉非织造布，即 可保留绣制的花形。 把水溶性纤维n 们作为中间纤维与其他纤维混纺，纺织加工后溶出水溶性纤 维，得到高支高档纺织品。利用这个特点，我国采用国内自行研究生产的水溶性 纤维生产成批高档麻织品和高支轻薄纯毛面料。国际羊毛局( i w s ) 与日本可乐丽 公司合作利用新型水溶性纤维k l i 在常温下水溶的优异性能，向世界羊毛工业推 出“羊毛聚乙烯醇”的羊毛制造技术并已进入市场。它是利用支数不很高的羊 毛与水溶性p v a 纤维混纺，经纺纱、织造织成坯布后，再在后整理过程中除去p v a 纤维，从而制得高支、轻薄的高档纯毛面料n 引，开创了低成本高品质纯毛面料 新纪元。 不同性能的水溶性纤维的丌发及拓宽其应用范围的开发正在不断地进行。我 国的水溶性纤维研究从1 9 7 9 年才丌始，虽然起步晚，却受到各方面越来越多的重 视，尤其是近年来特别受毛纺、麻纺、绣花等行业用户的欢迎。我们应该继续加 强对生产水溶性纤维的工艺研究，对于水溶性纤维无论从品种、质量，还是从应 1 0 第二：章水溶悱p v a 纤维 用方面都需加强、提高和进一步扩大。水溶性纤维具有很大的市场潜力，为此要 通过改造、更新设备及不断凋整优化工艺，开发出满足市场需要和性能优异的水 溶性纤维，逐步赶上国外水溶性纤维发展的步伐。 第三章尤捻纱 3 1无捻纱的概念 第三章无捻纱 无捻纱是指纱线中所含的棉纤维无捻或弱捻，并不是纱线本身无捻。通常 无捻纱是采用化学纤维( 如：可溶性维纶等) 与棉纤维进行包缠纺纱或平行纺纱， 再将包缠在棉纱外的可溶性p v a 纤维去除，即可获得无捻纱。也可以先将棉纤 维和水溶性纤维分别成纱，再将它们并捻成股线，并且股线的捻向与棉纱相反， 捻度与棉纱相同，在退维后，棉纤维呈单纤、无捻或弱捻状态，获得手感松软、 结构蓬松的无捻纱。 目前，许多单位都在进行无捻纱的研制，除利用水溶性长丝生产无捻纱外， 还出现了利用水溶性维纶短纤维生产的无捻纱。 水溶性维纶纤维被除去的过程，称为退维。一般来说，水溶性维纶纤维可以 溶解于8 0 以上的热水，将其浸泡3 0 - - - 4 0 m in ，然后再用大量热水冲洗( 至少 3 - - - , 4 遍) ，则由于温度的作用和水的冲洗，聚集在棉纤维束外的可溶性纤维就 可以充分溶解而随水冲走。如果要检验退维是否干净，可以用碘、碘化钾溶液。 维纶遇碘、碘化钾溶液显示淡蓝色。无捻纱可以进行退维处理是其可以得到广泛 使用的一个最基本的条件之一。 3 2 无捻纱的特点 无捻纱织物由于形成织物的纱线中纤维是平行排列n6 1 的，纤维的自由度大， 因此纤维在受挤压后成带状，这使得它与传统纺纱方法所形成的织物具有不同的 特点： ( 1 ) 由于织物中纱线呈带状截面的原因，使得织物的覆盖系数增大，因此 织物看起来厚实紧密，蓬松感好，而织物质量比较轻。 ( 2 ) 无捻纱由于没有捻缩，使得织物的织缩率比传统纱织物小，这就可以 大大节省原料。 ( 3 ) 无捻纱织物比有捻纱织物光泽性好。 ( 4 ) 无捻纱织物的染色性能良好，且可以获得丝光般的效果。无捻纱中纤 维都暴露在外，可以和染料充分的接触，因此染料容易上染。有捻纱往往要进行 丝光处理，使纤维排列比较整齐，以获得良好的光泽，而无捻纱则不需要这一处 1 2 第三帝无捻纱 理。 ( 5 ) 可以利用无捻纱织物的蓬松效果纺织更轻、更厚实和更舒适的织物。 3 3 无捻纱的生产概述 无捻纱足采用可溶性化学纤维( 如可溶性维纶等) 与棉纤维进行包缠纺纱或 平行纺纱而成。在织造成产品，通过染整加工处理后，将包缠在棉纱外的可溶性 化学纤维去净，而形成无捻织物。无捻纱是指其中的棉纤维无捻或低捻。 由于维纶纤维的强力高于棉纤维n ，所以无捻纱有较高的强力，从而可以降 低织造过程中的断头率，提高生产效率。棉纱不必通过本身的加捻来提高纱线的 强力。在织造完毕后，通过对无捻纱中的水溶性维纶进行退维处理，从而使得织 物由纯正的无捻棉纱构成，增大了纱线内部纤维问缝隙和毛细空隙，从而改变织 物的透气性。捻度的降低，使得纱线松软，结构蓬松，织物手感更柔和，悬垂性 好。 这罩合股线的生产是关键。要求构成合股线的棉纱、p v a 纱纱号相同( 近) ， 捻向相反，捻度在满足纺纱加工要求的前提下偏低掌握引。合股线捻向与棉纱 相反，捻度与棉纱相同，这样在退维后，棉纤维在毛经纱中呈单纤、无捻或弱捻 状态，因此形成了较高的吸湿性和柔软性。不过需要注意的是水溶性纤维与棉纤 维并捻过程中，若捻度大，虽可以提高纱线强力，但纱线结构紧密，退维速度慢； 若捻度小，纱线结构松弛，便于退维，但退维后棉纤维暴露严重，布面毛羽多， 且棉纤维的松散会影响织物的强力。因此，在生产过程中要适当控制并捻的捻度， 来生产出合适的无捻纱。 在这里笔者采用的是由长绒棉纺制的纯棉纱( c 1 4 5 t e x ) 和水溶性维纶纱 ( v 1 4 5 t e x ) 进行捻线。利用所生产出来的纱线织成成品后在后整理过程中，水溶 性维纶溶解，只剩下约1 5 一2 0 捻左右的纯棉纱n 们，由于纯棉纱几乎没有捻度， 手感柔软，吸湿性好，特别适合生产毛巾、浴巾等。 无捻纱的生产方法啪1 有两种： ( 1 ) 粘合法。利用粘合剂，借假粘作用将纤维紧密结合在一起。纤维的粘 附混合，可以是直接混合，也可以是并条时混合纤维在并条机上进行粘附混合后 形成的纱线，经烘干后可直接供给无捻精纺机。它省掉了传统纺纱工艺的四道工 序，即两道并条、粗纱和细纱工序。这种无捻成纱方式可使纱线的产量比环锭纺 增力1 1 1 0 倍，它克服了环锭纺和转杯纺高产量的障碍，可以用条子直接纺纱，有的 甚至可以直接从梳锦网来纺无捻纱，产量很大，可达4 0 0 米分。另外还可以利用 牵伸无捻纱罗拉之间距离的调整以适应不同长度的纤维纺纱，从而实现在同一种 第三章尤捻纱 机器上纺棉纱、毛纱等不同品种纱线的愿望。 ( 2 ) 软性包缠法。这种方法是采用平行纺纱法纺得初纱。初纱由可溶性的 长丝纤维和无捻平行短纤组成，可溶性的长丝纤维成螺旋状缠绕在无捻平行的短 纤维外面，后整理过程中溶掉长丝，只留下芯部无捻的短纱线。在这一过程中， 长丝所起的作用只是提供织造过程中所需的张力。如图3 一l 所示： 纱。 嘲瓣渤 图3 1 软性包缠纱图 本文采用的是用一种新的处于探索阶段的方法股线退捻法制成的无捻 3 4 无捻纱织物的优点及实用性 在我国无捻纱的应用才刚刚开始，无捻纱织物还是一种新的织物品种，对于 无捻纱织物各种物理机械性能以及舒适性能的研究尚处于空白。 由于无捻纱呈带状或扁平状，纱线中纤维基本上是平行排列的，纤维的自 由度大，因此无捻纱形成的织物具有与传统纺纱织物不同的风格特征，服用性能 也更好。由于织物中纱线呈带状或扁平状的原因，使得织物的覆盖系数增大，因 此织物看起来厚实紧密，蓬松感好，而又可以减轻织物重量；无捻纱由于没有捻 缩，织物的收缩率比传统纱织物小，这就可以大大节省原料；无捻纱中纤维都暴 露在外，可以和染料充分的接触，因此染料容易上染，所以无捻纱织物的染色性 能良好；无捻纱织物中纤维的平行度较高，因而其织物比有捻纱织物光泽好。有 捻纱往往要进行丝光处理，使纤维排列比较整齐，以获得良好的光泽，而无捻纱 则不需要这一处理，就可以获得丝光般的效果。 无捻纱满足织造张力的要求是没有问题的。无论是软性包缠法还是粘合法， 化学纤维或粘合剂的存在使无捻纱的强力得以提高。无捻纱织物某些方面的力学 性能好于有捻织物；无捻纱织物的透气性明显好于有捻纱织物，而透湿性与有捻 织物相差无几，加上无捻纱的蓬松、柔软。所以应用无捻纱可以织造重量轻、光 1 4 第三章无捻纱 泽好而且更舒适的织物；而且，无捻纱在后整理过程中，经过退维处理，棉纱处 于低捻或无捻的状态，这种无捻纱可以作为毛巾织物的毛经纱原料，南l 1 9 1 , 的无捻 纱毛巾将会比普通毛巾更加的柔软和舒适。 第明荜毛i | j 织物 4 1毛巾类产品简介 第四章毛巾织物 纺织产品由服装用纺织品、家用纺织品和产业用纺织品三部分组成。在h 常 生活中，家用纺织品和服装用纺织品一样，与人们的生活质量密切相关。而毛巾 类产品是家用纺织品的一个重要组成部分。毛巾类产品也称巾类产品，是表面呈 现毛圈的织物。此类织物有两个系统的经纱和一个系统的纬纱交织而成。地经与 纬纱构成底部成为毛圈附着的基础，毛经与纬纱构成毛圈。毛巾织物主要包括枕 巾、毛巾、浴巾、沙滩巾、地巾、方巾、澡巾、及其他盥沈织物等。( 注：在我 国，毛毯等属于家用纺织品中毛纺织产品的范畴。) 要求具有良好的吸湿性、保 温性和柔软性。 人们在生活中，每天都要使用毛巾，这类产品的消费水平，可以直接反映出 使用者的卫生观念和生活质量。一直以来，我国毛巾的消费水平较低，人均消费 量仅2 0 0 9 ，实际家庭使用量仅为人均一条多一点，在中小城镇和农村的许多家 庭还是一家共用1 2 条毛巾。而此类产品在欧美、日本等国家则是更新频率快、 消费量大的快速消费品，而且，经常作为一次性消费品使用。在一般发达国家人 均毛巾消费量为1 0 0 0 9 ，欧美国家可达1 5 0 0 9 。毛巾类产品是我国家用纺织品 出口的主要产品。2 0 0 2 年我国毛巾类产品出口额占家用纺织品出口总额的1 2 ， 美国、加拿大、日本等都是我国毛巾的主要出口国。 毛巾类产品不仅具有卫生洗浴的实用性能，还有装饰环境及用于社交礼仪的 功能。在卫生间悬挂和摆放新颖配套的同一色调、同一图案的毛巾、方巾、浴巾 和地巾，可以使卫生间的环境和谐美观；包装精美的配套巾还可以作为人们社交 时馈赠的礼品。 4 2 毛巾类产品的分类 毛巾类产品是以毛巾坯布为主要材料制成的各种家用纺织品。毛巾类产品的 特点是表面丰满有弹性，保暖柔软，手感舒适，吸水快干，不易褪色。 毛巾类产品的品种很多，可以按照纬纱循环数、起毛圈形式、加工方法、纤 维原料、毛巾的功能、毛巾的规格和用途等进行分类。 ( 1 ) 、按纬纱循环数分类 1 6 第p q 章毛巾织物 按毛巾织物一个完全纬纱循环数不