超高分子量聚乙烯纖維/氨綸包芯紗的生產技術

蔡雨晴，蔡永東，陳 棟

(江蘇工程職業技術學院，江蘇 南通 226006)

超高分子量聚乙烯纖維/氨綸包芯紗的生產技術

蔡雨晴，蔡永東*，陳 棟

(江蘇工程職業技術學院，江蘇 南通 226006)

探討超高分子量聚乙烯纖維/氨綸包芯紗的生產工藝。介紹了紡制17 tex超高分子量聚乙烯纖維/氨綸包芯紗紡紗工藝流程，對各道工藝進行優化，做好溫濕度控制工作，并采取相應的技術措施最終順利紡制出超高分子量聚乙烯纖維氨綸包芯紗，紗線質量達到較好水平。

超高分子量聚乙烯纖維；氨綸長絲；包芯紗；包覆效果

超高分子量聚乙烯纖維由于分子量極高，主鏈結合好，取向度、結晶度高，相當于優質鋼絲的15倍，普通化學纖維近10倍，而且密度小，僅為0.97 g/cm3，只有芳綸纖維的2/3和高模碳纖維的1/2，軸向拉伸性能很高，其比拉伸強度是現有高性能纖維中最高，故超高分子量聚乙烯纖維因高模量、高性能、耐腐蝕、密度低等特點，和芳綸、碳纖維并稱三大高性能纖維，是目前比強度最高的工業化高性能纖維。但超高分子量聚乙烯纖維的表面光滑，摩擦因數小，卷曲穩定性差，回潮率為0，這些性能嚴重影響到其纖維的紡紗、織造、染色等加工。在紡紗過程中主要表現為纖維間的抱合差、成條成紗困難、成紗毛羽尤為突出，長毛羽多，故成紗品質一般。為切實推進產品轉型升級，提升企業產品的市場競爭力，進行技術創新，開發了超高分子量聚乙烯纖維/氨綸包芯紗。

1 工藝流程

超高分子量聚乙烯纖維規格為1.21 dtex×38 mm。

工藝流程：A002C型抓棉機→A006B型混棉機→A036B型開棉機→A092B型雙棉箱給棉機→A076C型單打手成卷機→A186C型梳棉機→FA306A型并條機(三道)→A456C型粗紗機→FA502型細紗機(加氨綸喂入裝置)→Autoconer338型絡筒機

2 主要生產工藝與技術措施

2.1 開清棉

超高分子量聚乙烯纖維含雜少，回潮率小，短纖維很少，纖維表面光滑，手感滑溜，但強力高，不易損傷。為提高開松度，抓棉機可以少抓勤抓，減少打擊，防止纖維損傷及短絨產生。適當提高各機組打手速度，減少塵棒隔距及打手與剝棉刀隔距，增大打手與塵棒隔距、打手與給棉羅拉隔距。為減少返花翻滾現象，防止產生纖維團，棉箱儲棉高度縮小1/3，V形簾上口適當放大，同時提高成卷機風扇速度，便于提高棉卷棉層均勻度。生產中A036B型開棉機的豪豬打手速度采用600 r/min，綜合打手速度采用900 r/min，打手與給棉羅拉隔距12 mm，綜合打手與塵棒隔距12×21 mm(進口×出口)，棉卷定長30 m，定量360 g/m。

2.2 梳棉

由于超高分子量聚乙烯纖維較細(1.21 dtex)，抱合力差，梳棉采用“輕定量、高速度、中隔距、多回收、小張力”的工藝配置。超高分子量聚乙烯纖維強力高，雜質很少，可適當提高錫林和刺輥速度。超高分子量聚乙烯纖維疵點少，除塵刀安裝在較高位置，小漏底封閉，并降低蓋板速度，適當放大錫林蓋板隔距。超高分子量聚乙烯纖維卷曲少，纖維抱合力弱，使棉網出現飄頭、墜網、破邊等現象，因此張力牽伸宜偏小掌握，并適當降低道夫速度。經工藝優選，梳棉機主要工藝參數：錫林轉速400 r/min，刺輥速度900 r/mm，蓋板速度105 mm/min，道夫速度18 r/min，錫林與蓋板5點隔距0.25、0.22、0.22、0.22、0.25 mm，給棉板至刺輥隔距0.25 mm。

2.3 并條

為保證超高分子量聚乙烯纖維伸直平行，提高纖維混和均勻程度，采用三道并條。根據超高分子量聚乙烯纖維長度及特性，并條采用“順牽伸、重加壓、輕定量、大隔距”的工藝原則，同時采用較小直徑的喇叭口，提高棉條的緊密度并適當降低車速，減少纖維纏繞羅拉膠輥現象。

表1 并條工藝參數

2.4 粗紗

粗紗工藝采用“較大粗紗捻系數、小后區牽伸、小張力”的工藝配置。超高分子量聚乙烯纖維表面光滑，纖維間抱合力小，為提高粗紗條干均勻度，適當增大粗紗捻系數，減少后區牽伸倍數。同時嚴格控制溫濕度，降低粗紗機速度，采用較小的紗條張力防止出現意外牽伸，減少粗紗伸長。粗紗工序主要工藝參數：粗紗捻系數90，總牽伸倍數為7倍，后區牽伸倍數為1.12倍，錠速600 r/min。

2.5 細紗

正常包芯紗中氨綸長絲位于紗線的中心位置，超高分子量聚乙烯纖維均包覆在它的周圍，但在生產中若工藝參數設計不合理或設備運轉不良，就會影響包芯紗的包覆質量。該產品設計難點在于外包超高分子量聚乙烯纖維與芯紗彈力絲表面均較光滑，且粘膠強力小、抱合力差，成紗條干難以控制，成紗強力低。細紗捻度、細紗牽伸區內纖維運動的控制及后區牽伸倍數等工藝決定著包芯紗的條干均勻度及強力。根據超高分子量聚乙烯纖維長度及摩擦因數等特點，細紗工藝參數為：羅拉隔距20×35 mm，前羅拉速度160 r/mm，鋼領型號PG1-4254，鋼絲圈型號69031#，細紗捻度90捻/(10 cm)，后區牽伸1.25倍，隔距塊3.0 mm，前膠輥雙錠加壓180 N。

本品種選擇4根111 dtex的氨綸彈力絲作為芯紗，預牽伸倍數為2.95倍，氨綸彈力絲的預牽伸倍數影響包芯紗的伸長和強力，預牽伸倍數大不僅布面易起皺，且紗的強力降低，易形成斷絲漏芯紗、無芯紗，預牽伸倍數小，彈力絲含量高，用絲成本高，外包超高分子量聚乙烯纖維很難將長絲包覆于中心，影響包覆效果。

2.6 絡筒

由于超高分子量聚乙烯纖維氨綸包芯紗紗線強力特別高、彈力大、收縮大，絡筒張力偏小掌握，絡筒速度1 100 m/min，一般的剪刀無法剪斷，因而剪刀必須經過滲氮處理，以增加其硬度和鋒利度。絡筒工藝參數：棉結350%，短粗節120%×2 cm，長粗節40%×35 cm，長細節-35%×35 cm。

參照GB/T 4743-2009《紡織品卷裝紗絞紗法線密度的測定》、GB/T 3916-2013《紡織品卷裝紗單根紗線斷裂伸長率的測定(CRE法)》、GB/T 3292.1-2008《紡織品紗線條干不均勻試驗方法第一部分：電容法》，對紗線進行檢驗，測試結果如表2所示。

表2 紗線技術指標

3 結語

紡制超高分子量聚乙烯纖維/氨綸包芯紗過程中，根據其特性，優化設計紡紗工藝，并在各工序采取相應技術措施，從而有效地保證其成紗質量，紗線可用于手套、工裝面料等高性能防護用品的開發。超高分子量聚乙烯纖維是一種高性能纖維，以往主要以長絲制品用于軍工、海洋等特種行業，但隨著其產能不斷擴大，必須短纖化、民用化，方可保證其可持續化發展，并最大范圍內擴大其用途，造福于人類。

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Production Technology of UHMWPE/Spandex Core Spun Yarn

CAI Yu-qing, CAI Yong-dong*, CHEN Dong

(Jiangsu College of Engineering and Technology, Nantong 226006, China)

The production process of UHMWPE fiber/spandex core spun yarn was studied. The spinning process of 17 tex UHMWPE/spandex core spun yarn was introduced and optimized. The yarn quality reached a good level by controlling the temperature and humidity and taking some technical measures.

UHMWPE fiber; spandex filament; core spun yarn; coating effect

2016-03-31；

2016-04-05

2015年江蘇省高等學校大學生創新創業訓練計劃項目(201510958022X)；2015年度江蘇省第四期“333工程”科研資助項目(BRA2015379)

蔡雨晴(1995-)，女，江蘇徐州人，在校學生，主要從事現代紡織生產技術研究。

*通信作者：蔡永東(1967-)，男，江蘇南通人，教授，主要從事現代紡織技術研究與教學，E-mail:cyd@jcet.edu.cn。

TS104.7

A

1673-0356(2016)06-0026-02