Modal弹力包芯纱工艺及质量分析

1、Modal弹力包芯纱工艺质量分析摘要：本文针对Modal、Lycra纤维的性能，制定出合理的纺纱工艺参数，将试纺的莫/S 60 S(40D)莫代尔氨纶包芯纱，与奥地利兰精公司的莫代尔成纱质量指标和中华人民共和国棉氨纶包芯本色纱纺织行业标准进行了对比分析，找出了存在问题及对策。关键词： Modal; 弹力；包芯纱棉纺织企业生产40 S(40D)以下的纯棉弹力包芯纱比较普遍，但是若生产更细的包芯纱、织更薄的弹力布，必须用30D或更细的氨纶丝作芯，弹力包芯纱的强力、包覆效果才能够满足织布需求。而氨纶丝的单价30D比40D每吨要高出7万余元，成本如此大幅度的上涨，市场接受十分困难。所以，积极寻找新原料

2、作外包纤维，芯丝仍然采用40D氨纶丝，开发生产强力较高的50 S 以上的弹力包芯纱，进一步提高弹力布的档次，显得十分迫切和必要。1.产品设计纺织品的织造工艺希望纱线的强力越高越好，包芯纱的强力主要由氨纶丝的细度、外包纤维强力、包覆效果多方面来决定【3】。综合考虑技术和成本因素，本文旨在不改变氨纶丝细度（或含量）的前提下，通过合理选择外包纤维，优化工艺设计，控制和改善包覆效果，来提高成纱强力，满足织造对高支包芯纱的强力需要。为了纺制出性能良好、成本较低的莫代尔包芯纱，有必要设计出一种经济效益好、成纱质量容易控制的产品。经分析，纺制60 S 包芯纱，若用40D的氨纶丝细度较粗，会影响成纱质量；若用

3、30D的氨纶丝，则成本太高，不知市场接受程度如何，因此决定在纺制莫/S 40 S (40D)的基础上，组织技术攻关，争取纺制莫/S 60 S (40D)莫代尔氨纶包芯纱。1.1氨纶丝的选用根据对比测试美国DuPont(杜邦)公司生产的高性能弹性纤维Lycra、DuPont(杜邦)的普通弹性纤维Elaspan、德国Bayer(拜尔)公司生产的Dorlastan、韩国Tonkkook东国(公司)生产的Texlon几种弹力丝的弹性伸长、断裂强度、不匀率、含油率等主要技术指标，Lycra都要略胜一筹，尤其是一致性及稳定性更为突出。测试对比数据见表1：表一 氨纶丝物理性能对比测试商品名称 生产厂商规 格

4、旦尼尔断裂伸长率伸长不匀率重量不匀率含油率Lycra美 国DuPont 407704.81.0310.62 Elaspan美 国Dupont407106.51.456.0Dorlastan德 国 Bayer 406905.01.457.0Texlon 韩国 Tonkkook 306506.03.54 虽然 Lycra的价格比其它弹力丝要高出许多，但纺制高支包芯纱，对芯丝的性能要求比较高。综合考虑设计产品的技术需求和性能价格因素，本次纺纱选用Lycra 40D 弹力丝。1.2氨纶丝含量的确定氨纶丝含量可决定莫代尔包芯纱的性能，并与成本有密切关系。氨纶丝含量可按下式计算：【3】G=NtK×

5、;100%ECt式中：G-氨纶丝含量百分比；NT氨纶丝特数；K-氨纶丝牵伸配合系数，一般取1.16；E-氨纶丝牵伸倍数；CT-氨纶包芯纱特数。氨纶丝含量的高低直接影响包芯纱的弹性大小。含量高，弹性大；含量低，弹性小。氨纶丝的牵伸倍数与成纱含氨量成反比，两者对包芯纱弹性的影响意义相反【2】。增大牵伸倍数，可以降低氨纶丝含量，从而降低生产成本。当牵伸倍数过大时，氨纶丝断头增加，既增加消耗，又不利于产品质量，而且它的制品在印染后加工中也比较难处理。美国杜邦公司的氨纶包芯纱测试结果表明，氨纶丝的回缩力（弹性）与伸长率有关。伸长100时，回缩力为0.35cN/tex(0.04gf/旦)，伸长300（4倍

6、牵伸）时，回缩力约为0.0880.176cN/tex(0.10.2gf/旦)，牵伸倍数大，回缩率增加。根据杜邦公司推荐的氨纶丝的特数与牵伸倍数，综合考虑产品用途、经济成本等，氨纶丝的牵伸倍数选取为3.25倍。40D氨纶丝的特数为4.4，莫/S 40 S、60 S 包芯纱的特数为14.8及9.8，分别带入上式计算，得到40 S 包芯纱的氨纶丝含量为10.6，60 S 包芯纱的氨纶丝含量为16.3。1.3捻系数的选择由于Modal纤维较蓬松、抱合力差，因而粗纱的捻系数选择非常关键。捻系数小，则细纱容易产生意外伸长，增加断头；捻系数太大，则增加细纱机牵伸时的牵伸力，易使皮辊打滑，出硬头，造成成纱不匀

7、。参考以往纺制粘胶的经验，选定粗纱捻系数为69.9。氨纶丝伸长大，为防止外包纤维松脱，增加纤维之间的抱合力，氨纶包芯纱的捻系数应稍大【1】。一般每英寸捻度比同号普通纱增加12个捻回。故莫代尔氨纶包芯纱细纱捻系数选为329。2. 原料物理性能表2 Modal纤维与其他纤维素纤维的物理性能比较【4】性能考陶尔兹美棉莫代尔粘胶纤维 Lyocell 中长富纤高湿模量改良普通 干强（cN/tex）40-44 20-4035-4034-36 24-3020-24干伸（%） 14-167910-15 13-1520-25 20-25湿强（cN/tex）34-38 25-3027-3019-2112-1610

8、-15湿伸（%）16-18 12-14 10-15 13-15 25-3525-30初始湿模量5伸长(cN/tex)250-270200200-250100-12040-60 40-50表3 莫代尔纤维的物理指标测试结果产地色泽单纤强度纤度长度伸长率含水率含油率比电阻奥地利乳白2.84cN/tex1.3D38.65mm13.810.20.111.52*109Lycra纤维的物理性能见上表1。3. 纺纱工艺及主要技术措施3.1纺纱工艺流程考虑到Modal 纤维含杂少，纤维细度细，整齐度好，工艺流程如下：A002抓棉机 A006B自动混棉机 A036C开棉机 A092棉箱给棉机 A076成卷机 1

9、181C梳棉机 FA302并条机 A454E粗纱机 FA504细纱机3.2 开清棉Modal纤维长度整齐度好，杂质少，易于开松。因此，清花工序应采用“多松、轻打、多梳、少落、逐渐开松、不伤纤维”的工艺原则，以达到棉卷质量好，纤维损伤少的目的。为落实这一原则，减少了A002C抓棉机打手的速度，运转效率达到了90%以上，采用A036C梳针型豪猪开棉机，减少开松打击力度，防止损伤，减少棉卷破洞，降低棉卷重量不匀率，棉卷重量不宜太轻。A076C的打手速度也减慢，为使棉层均匀，增加风扇速度。另外，为减少返花翻滚，防止产生纤维团，棉箱储棉高度缩小到1/3，V型帘子上口适当放大【5】，其主要工艺参数如表4所

10、示： 表4 开清棉主要工艺参数A002抓棉机A006B自动混棉机打手速度r/min小车转速r/min刀片伸出肋条mm 打手间隙下降mm打手转速r/min 均棉罗拉转速r/min输棉帘速度m/min7402.33-534302001.5A036C开棉机A092混棉机打手转速r/min给棉罗拉转速r/min打手给棉罗拉mm打手尘棒mm打手剥棉罗拉mm打手类型角钉帘线速m/m输棉帘线速m/m角钉均棉罗拉角钉剥棉罗拉480391114/202.5梳针5111303A076成卷机棉卷干重g/m棉卷湿重kg棉卷回潮率%棉卷定长m棉卷罗拉转速r/min综合打手转速r/min风扇转速r/min打手尘棒mm尘棒

11、尘棒mm打手天平罗拉mm打手剥棉罗拉mm41214.49.530.613920119011/204102.53.3梳棉Modal纤维抱合力差，为保证棉网质量，减少纤维损伤，采取“轻定量、慢速度、快转移、少伤纤维、多回收”的工艺原则。增大刺辊与给棉板的隔距，降低刺辊、锡林、道夫转速，但锡林与刺辊的速比要大，以减少纤维损伤；减小锡林与盖板之间的隔距，道夫、锡林转移率要大，减少纤维充塞、反复揉搓，增加梳理转移，减少棉结的产生；将小漏底封死不落，入口要大多收；除尘刀安装较高位置小角度；因纤维抱合力差，给棉罗拉与大压辊增加压力，棉条的张力牵伸偏小掌握。其主要工艺参数如表5所示：表5 梳棉主要工艺参数生条

12、干定量g/5m总牵伸张力牵伸速度主要隔距给棉板长度机械重量刺辊r/m锡林r/mi道夫r/mi盖板r/mi盖板锡林小漏底大漏底锡林14.76136.8139.51.23780330184810,9,8,8,93/8*1/81/8*43*22343.4 并条在并条工序中，采用头、末道均为6根并合，以提高纤维的混合效果，改善成纱重量不匀和强力不匀。并条采用顺牵伸，以提高纤维伸直效果，并提高条干水平。因Modal纤维牵伸力大，纤维整齐度好，按照“多并合、重加压、强控制”的工艺原则，应适当放大罗拉隔距及加压压力，但也不宜太大，以免使条干恶化，成纱强力下降，成纱强力CV%增大，其主要工艺参数配置见表6：表

13、6 并条工序主要参数项目干定量g/5m并合数牵伸倍数牵伸分配罗拉隔距mm压辊速度r/min喇叭口直径机械 重量前张力后张力前中中后头并14.8766.205.951.0131.036111611643.0末并13.0766.205.951.0131.036111611642.83.5 粗纱粗纱工序使用A454E型粗纱机，三罗拉长短皮圈牵伸形式，弹簧摇架加压，采用“轻定量、低速度、重加压、大隔距、较小后区牵伸”的工艺原则。后区牵伸倍数偏小掌握，后区罗拉隔距偏大掌握，有利于提高粗纱条干水平，在保证加压充分的条件下，主牵伸区罗拉 隔距应偏小掌握，以改善牵伸质量，提高粗纱条干均匀度。选用捻系数时，应比

14、同号涤棉纱偏大掌握，以增加纤维间的抱合力，减少粗纱断头。但加大粗纱捻度必须以细纱不出硬头，牵伸正常为前提。粗纱张力应偏小控制，以减小意外伸长，避免条干恶化。其主要工艺参数配置见表7：表7 粗纱主要工艺参数干定量g/10m总牵伸牵伸分配罗拉隔距加压捻系数速度机械重量前后前中中后前中后罗拉锭子2.929.038.956.311.43263426121469.9142.34813.6 细纱选用较小的后区牵伸配以较大的粗纱捻系数，可以防止纤维在后区牵伸工程中扩散，有利于纱条毛羽的减少和成纱均匀度的改善，且通过重加压和适当的罗拉隔距来平衡由于后牵伸减少而带来的较大的牵伸力，从而达到牵伸稳定的目的。由于氨

15、纶丝不经过细纱机的牵伸部件，而经过加装的预牵伸机构环形导丝钩，自前罗拉皮辊后方的集棉器处喂入，与牵伸后的Modal须条相并合，同时经过集棉器及前罗拉，由环锭回转加捻而成弹力包芯纱。氨纶丝能伸长，与同特数普通纱比较，外包覆层容易脱散，有必要把捻系数稍微放大些，以329较合适。其主要工艺参数见表8：表8： 细纱主要工艺参数品 种莫/S40 S (40D)莫/S60 S (40D)粗纱干定量（g/10m）4.202.92细纱号数莫/S40S（40D）莫/S60S(40D)细纱干定量（g/100m）1.3240.881标准回潮%11.811.2细纱捻度84.8105细纱捻系数326329速度前罗拉19

16、4137锭子1291911376短纤总牵伸机械37.3841.81重量35.3239.14效率9494氨纶丝牵伸机械3.253.25重量3.273.25效率100.6100牵伸分配前区27.0930.3后区1.381.38牵伸隔距1219192332324.成纱质量试验所用仪器有：YG086型电子缕纱测长机；USTER1/B型电子条干仪；USTER TENSORAPID-3型全自动强力仪。4.1 半制品测试数据见表9：表9 半制品测试数据项 目测试数据项 目测试数据棉卷不匀率1.08生条棉结1 熟条条干CV3.25粗纱条干CV%5.454.2 成纱质量指标对比 由于莫代尔包芯纱没有颁布相关质量

17、标准，因此只能借鉴中华人民共和国棉氨纶包芯本色纱纺织行业标准和奥地利Lenzing（兰精）公司的Modal纱的成纱标准，以下是对比结果：表10 莫代尔氨纶包芯纱质量指标对比测试项目郑州四棉 莫/S 60 S(40D)棉氨包芯本色纱 （56 S44 S）兰精公司Nm100（Ne59）优等一等重量偏差0.22.52.5重量CV%2.52.53.7单纱断裂强度cN/tex14.211.811.817.6单强CV%15.410.515.012.1条干CV%15.1114.517.514.0细节501410粗结50%4342棉结20026984.3 数据分析 经过对比不难发现，试纺出的莫/S 60 S(

18、40D)弹力包芯纱的单纱断裂强度明显高于纯棉60 S包芯纱，各项指标介于同支数精梳棉氨纶包芯纱的优、一等技术要求之间，千米粗细节、千米棉结接近兰精公司提供的技术指标，只有单强CV比较差，主要原因是试纺数量较少，不匀率较难控制，批量生产会有改观。5.注意问题5.1 由于莫代尔纤维含油率低，比电阻偏高，静电过大，细纱工序绕皮辊现象比较严重，因此宜选用硬度偏软的871皮辊为妥；电子条干测试必须使用条干仪的压缩空气吸嘴才可进行正常试验，否则包芯纱绕皮辊试验无法进行；5.2 由于纱支细，外包纤维少，更易出现露芯、包覆不良纱疵，但是目前只有靠挡车工目测检查芯丝偏移状况，尚缺乏科学、定量的纱疵检验手段，包括国家标准规定的办法，也只能判定包芯纱的合格与否，并不能及时暴露生产中的质量问题，需进一步探讨新的、更有效的纱疵检验方法。参考文献1 氨纶包芯纱的试制与研究 季群山 山东纺织科技 1999，（1）：23252 环锭纺包芯纱与氨纶弹力纱线 曹虚 纺织学报 1994，（10）：25273 氨纶包芯纱主要技术指标的测试方法探讨 王同勇 棉纺织技术 1999，（8）：26284