莫代尔二醋酸纤维喷气涡流混纺纱生产实践

贺文婷 李向东 刘 琳

（1.中国棉纺织行业协会，北京，100020；2.德州华源生态科技有限公司，山东德州，253000）

二醋酸纤维是一种无毒无味、热稳定性好的再生纤维素纤维，安全环保，用二醋酸纤维制备的织物手感柔软、干爽挺括、透气性好，且速干、无静电吸附，在纺织服装方面有很好的应用前景。醋酸纤维是典型的低强度纤维，必须与其他纤维混纺才能成纱，目前国内将二醋酸短纤维成功用于纺纱原料的案例较少。

莫代尔纤维具有顺滑柔软的触感，将其与二醋酸纤维混纺可以发挥各自在力学、外观等方面的不同表现从而实现优势互补。其中，二醋酸纤维含量越高，面料的速干性越好，但由于单纤维强力较低，由此带来的纺纱、织造难度也增加。试验发现，在莫代尔与二醋酸纤维混纺面料中，当二醋酸纤维的含量在30%以上时，可获得较好的吸湿速干性。

喷气涡流纺具有品种适应范围广、产量高、用工少等优点，是一项新型纺纱技术，纺制的纱线属于包缠型皮芯结构，外包纤维通过加捻包缠芯纱形成纱线。该技术相对传统环锭纺虽然发展时间相对较短，但势头迅猛，主要特点：一是成纱机理与环锭纺不同，纺纱流程较短；二是属于半自由端纺纱，具有高速、高产、高效的特点；三是设备智能化、自动化程度较高，综合经济效益较好；四是纺制的纱线具有毛羽少、染色性能和耐磨性好等优点，市场应用前景广，是服饰、家纺产品的理想材料。利用喷气涡流纺技术将莫代尔与二醋酸纤维混纺可制成吸湿速干、毛羽少、柔软细腻的纱线。

本研究以莫代尔/二醋酸纤维60/40 14.8 tex喷气涡流纱为例，将具体的生产研发过程介绍如下。

1 纤维原料

莫代尔纤维长度39 mm，线密度1.0 dtex，公定回潮率9.54%，断裂强度3.2 cN/dtex，断裂伸长率13.7%，体积比电阻7.1×108Ω·cm，湿干强比为50%，模量50.81 cN/dtex。

二醋酸纤维长度38 mm，线密度1.2 dtex，公定回潮率6.78%，断裂强度1.4 cN/dtex，断裂伸长率26.93%，体积比电阻5×107Ω·cm，模量23.47 cN/dtex。

2 工艺流程

原料预混和→A002型圆盘抓棉机→A035B型混开棉机→FA106A型梳针打手开棉机→CFA177型清梳联喂棉箱→FA231A型梳棉机→TMFD81型并条机→TMFD81型并条机→TMFD81L型并条机→VORTEX 870型喷气涡流纺纱机

3 纺纱工艺分析及技术措施

3.1 原料的预混和

由于二醋酸纤维与莫代尔纤维性能不同，且为了尽量减小加工工序对纤维的损伤，包混的方式更适合该产品［1］。而莫代尔纤维打包较为密实，需要加强开松，与二醋酸纤维的柔性加工形成矛盾，因此先将莫代尔纤维进行预开松，再将预开松后的莫代尔纤维与二醋酸纤维进行混和后再投入生产。这样可以使两种纤维混和更均匀，避免梳棉过程中大量棉结的存在和短绒的出现。

3.2 清梳联工序

为减少纤维损伤，清梳工序应采取轻梳理的工艺原则。各打手速度适当降低，各握持隔距适当增大。其中，A035B型混开棉机只经过平行打手，FA106A型开棉机采用梳针打手，打手速度420 r/min，梳棉机锡林针布型号AC2030×01650，道夫针布型号AD4030×02090，刺辊针布型号AT5610×05611，盖板针布型号520（化纤型）。锡林与道夫隔距偏紧掌握，棉网张力偏大选择。

3.3 并条工序

并条工序采用三道并合，在确保二醋酸纤维与莫代尔纤维充分混和的同时，保证喂入到喷气涡流纺工序的条子中以后弯钩纤维为主，且较大的牵伸倍数有利于消除条子中的后弯钩纤维。罗拉隔距偏大设置，同时为避免缠绕胶辊和罗拉现象的发生，并条工序相对湿度提高约5个百分点，必要时在设备周围加装加湿棚，避免纤维中水分的散失，以减少飞花。

3.4 喷气涡流纺工序

喷气涡流纺纱线大约由50%～60%的芯纤维和40%～50%的包缠、浮游纤维组成，纱线由芯纤维和包缠纤维两部分组成，具有明显的双层结构，芯纤维处在纱线结构的中心位置，呈平行伸直状态，包缠纤维紧密包缠在芯纤维的外围。利用模量相差较大纤维抗弯刚度的不同，即在高速旋转加捻气流作用下内外转移规律的差异，实现模量较大即抗弯刚度较大的纤维原料趋于分布在纱体中心，呈平行伸直状态，构成芯纤维，模量较小即抗弯刚度较小的纤维原料趋于包缠在纱体外围。莫代尔纤维的刚度大于二醋酸纤维的刚度，所以，莫代尔纤维趋向于纱体的中心，二醋酸纤维包缠在纱体表面，使纱线呈现出柔软、细腻及舒适的外观特性。

喷气涡流纺纱线外表包缠纤维和芯纤维的有效控制主要受纤维原料、纺纱速度、纺锭规格、喷嘴气压等工艺影响。为判断喷气涡流纺纱线中纤维的转移分布规律，采用汉密尔顿转移指数分析法测试二醋酸纤维对莫代尔纤维的包缠率。与环锭纺纱线相比，喷气涡流纺纱线的加捻程度不能由捻回数来表征，而是需要通过纱线的耐磨性能来衡量。本试验采用村田公司的喷气涡流纺纱线耐磨仪测试纱线耐磨性能。

3.4.1 包缠率

皮层的主要作用在于保证纱线优良的外观及服用性能得到充分体现，芯层的主要作用决定了纱线的强力等机械性能。为确定最合适的喷气涡流纺工艺，进行了正交试验（见表1、表2），分析喷嘴气压（A）、喂入比（B）、纺纱速度（C）等主要工艺参数的变化对纱线包缠（汉密尔顿指数M）的影响，以达到二醋酸纤维最大程度包缠在纱线外层，莫代尔纤维最大程度分布在内芯的效果。

表1 试验因素水平表

表2 试验方案及结果

对喷气涡流纺纱的试验分析如下。

（1）当喂入比和纺纱速度一定时，喷嘴气压越大导致纤维绕空心锭子旋转的平均角速度增加，平均包缠角越大，单位长度内包缠纤维的包缠次数越多。受纤维刚性影响，二醋酸纤维更趋于分布在纱线的外围。一定范围内增大喷嘴气压对提高包缠的比例有利，但需考虑气压过大将造成加捻腔中纤维的抽拔增加，反而使成纱强力降低。

（2）当喷嘴气压和纺纱速度一定时，喂入比越大，纤维在加捻腔中受到的旋转气流的作用时间越短，包缠纤维包缠次数越少，纱线表观捻度越小，纱线越柔软。在一定范围内增大喂入比对提高纱线手感有利，但是需要考虑喂入比过大会造成包缠纤维比例严重不足，从而造成弱捻纱的产生。

（3）喷嘴气压和喂入比一定时，纺纱速度越大导致自由尾端纤维在加捻腔中停留的时间变短，平均包缠角越小，单位长度内包缠纤维的包缠次数越少，纱线表观捻度减少，不利于提高成纱强力。但是纺纱速度过低，将影响纺纱效率，实际生产中应在兼顾纱线质量前提下尽量提高纺纱速度。

由表2可以看出，方案4和方案7的汉密尔顿指数M相对最高，说明二醋酸纤维在纱线外层包缠效果相对最佳。考虑到纺纱企业产能和经济效益的因素，综合得出最合适的工艺参数为喷嘴气压0.5 MPa，喂入比0.96，纺纱速度360 m/min。所纺制的纱线横截面纤维镜片见图1，其皮层包缠纤维的汉密尔顿指数M为35.56%。

图1 纱线横截面纤维分布图

3.4.2 纱线耐磨性

3.4.2.1 纺锭试验

纺锭规格是指纺锭入口的内径，喷气涡流纺空心锭内径减小，纤维束膨胀分散产生自由端纤维的空间越大，同时增加了高速旋转气流对纤维的加捻机会，导致纱线纤维间的摩擦增大，出现紧包缠，从而提高纱线紧密度。内径的大小与纱线的手感和耐磨有关，内径越小，纱线会越紧密、手感硬挺、耐磨性好［2］。图2为纱线耐磨性随纺锭内径变化曲线。

图2 纱线耐磨性随纺锭内径变化曲线

由图2可知，在纺锭内径为1.0 mm、1.1 mm时，其耐磨性能一样，随着纺锭内径的增加，耐磨性能降低，所以选择内径为1.1 mm的纺锭。

3.4.2.2 前罗拉钳口与空心锭子入口的距离

图3为纱线耐磨性随前罗拉钳口与空心锭子入口距离变化曲线。前罗拉钳口与空心锭子入口距离越短，自由尾端纤维越短，芯纤维则越长。芯纤维越长，受到喷气涡流纱纱体的握持力越大，旋转气流对进入喷气涡流纱纱尾的芯纤维抽拔越困难，从而包缠纤维比例减少，纱线耐磨性越差。随着前罗拉钳口与空心锭子入口距离的增加，纱线耐磨性能提高，但距离过大会造成纤维落率增加［3］。综合考虑纱线耐磨性与纤维落率，前罗拉钳口与空心锭子入口距离确定为21 mm。

图3 纱线耐磨性随前罗拉钳口与空心锭子入口距离变化曲线

4 纱线指标

莫代尔/二醋酸纤维60/40 14.8 tex喷气涡流纱断裂强力C V 8.6%，重量C V 1.02%，单纱断裂强度11.1 cN/tex，重量偏差+0.03%，条干C V 13%，棉结30个/km，十万米纱疵4.2个。参照FZ/T 12039—2013《喷气涡流纺粘纤纯纺及涤粘混纺本色纱》，所纺喷气涡流纱质量达到优等品水平。该纱主要应用于T恤休闲服、家居服等，二醋酸纤维的使用弥补了涡流纺纱线做贴身衣物硬板、干涩的缺点，消费者穿着后普遍反映面料柔软、吸湿速干又不失骨感，穿着舒适不易起球。

5 结语

纺制二醋酸纤维产品时，需要注意纤维强力低的特点，采用莫代尔纤维与其混纺，可实现优势互补。纺制莫代尔/二醋酸纤维60/40 14.8 tex喷气涡流纱，在清梳工序宜采取轻梳理的工艺原则；梳棉工序针布采用浅齿配置，以减少纤维的损伤；喷气涡流纺工序注重纺纱速度的优化，科学配置喷嘴气压、喂入比、纺纱速度和纺锭规格。通过各项技术措施的实施，成功生产莫代尔二醋酸纤维喷气涡流混纺纱，成纱质量满足后道加工的要求。