涡流纺天丝纱产品开发（技术阻燃腈氯纶）

刘艳斌/（德州华源生态科技有限公司）

以阻燃腈氯纶为外包纤维，玻璃纤维长丝为芯纱生产的涡流纺包芯纱产品，避免了玻璃纤维长丝与人体直接接触而导致皮肤刺痒等不适，两种纤维各自优良的阻燃性能使成纱保持了良好的阻燃特性，改善了玻璃纤维长丝耐折性能差、刺激皮肤的缺点，纱线强度高；燃烧时只产生碳化，没有收缩和熔滴现象，有效地阻止了熔滴对皮肤的烫伤。面料可用于窗帘、床垫底布、沙发底布、酒店服务员的帽子等服务领域和公共场所，可以在一定程度上降低火灾造成的损失。

以阻燃腈氯纶为外包纤维，玻璃纤维长丝为芯纱的喷气纺包芯纱产品的外包纤维极易脱落、生产效率低，生产难度大。为了开发出质量稳定、可以规模化生产的产品，我公司决定利用№861涡流纺包芯纱设备开发这一产品。

1 原料特性

阻燃腈氯纶纤维是一种新型的永久性阻燃纤维，在中、小型火源点燃下产生小火焰燃烧，当撤走火源时，火焰能较快地自行熄灭，燃烧时无熔滴碳化，从而形成一个附加的阻燃层，阻燃腈纶纤维的物理性能与普通腈纶十分接近，比重大于普通腈纶，与羊毛相近，回潮率小于2%，具有强度高、弹性好、尺寸稳定的特点，也具有非常好的染色性能和很强的耐化学品性能，其中包括大部分无机酸和盐、有机酸氧化剂和有机化学品，除二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜和丙酮外，大部分有机溶剂都不能将其溶解，优于大多数天然纤维和人造纤维，防护功能良好。

玻璃纤维长丝是一种无机纤维，具有阻燃性能优良、刚性大、断裂强度高的特点，但不耐磨，在潮湿环境下纤维表面吸附水分后能加速微裂纹的扩展，其织物直接与皮肤接触有刺痒感。

2 关键技术问题

在№861涡流纺包芯纱设备上开发出外包纤维包覆牢度好、不起泡、强力高的包芯纱产品是开发该产品的技术难点。

前纺工序在阻燃腈氯纶熟条制备中按照腈纶纤维的生产技术条件进行控制，生产出定量为18g/5m的熟条即可，因此在本文中不再赘述腈氯纶熟条的制备过程。

2.1优选玻璃纤维长丝

市场上玻璃纤维长丝的规格较多，我们根据成纱的质量要求，选择了细度分别为80D、100D、120D、150D四种规格的芯丝进行优选试验，本文以28.1tex涡流纺包芯纱为例进行介绍。芯丝规格选择的试验结果见表1。

通过试验，发现选用120D无碱玻璃纤维作为芯丝时，成纱的断裂强度和可纺性相对较为理想，因此选择方案3的芯纱。

2.2 优化纺纱工艺条件，解决玻璃纤维长丝在高速退绕中刮擦起球的问题

由于玻璃纤维长丝的耐磨性和耐折性能很差，在高速退绕中易断裂和刮擦起球，影响长丝的退绕，造成生产效率较低。为此需降低长丝的退绕张力，减少摩擦点。我们人为固定张力器的自动旋转加张力功能，使长丝沿着张力器的中间通道通过，不受张力器张力盘和张立柱S型扭力的作用。这样的改造后，极大地减小了长丝的退绕阻力，改善了长丝退绕中的断裂和刮擦问题。

2.3 优化工艺提高包缠牢度

喂入比（输出罗拉与前罗拉线速度的比值）是涡流纺重要的工艺参数。由于玻璃纤维短纤纱的弹性很小（几乎为0），如果喂入比较小，长丝在纺纱段的张力就会很小，导致长丝外露很多，产生泡泡纱（因为长丝包覆不良造成长丝呈泡泡状出现在成纱中）；如果喂入比太高，纺纱段的张力大，长丝可以保持在外层纤维的中心，但是外层纤维的包覆牢度不够，会导致外包纤维容易脱落。我们根据纺纱实际情况，分别选择了0.96、0.97、0.98、0.99共计4个喂入比参数进行优选试验。喂入比对成纱质量的影响情况见表2。

通过包覆效果、包覆牢度和断纱强度等方面的综合评定，我们选择0.98的喂入比。

2.3.1 可纺性的评价标准

可纺性的主要评判标准是生产时的一次性上纱成功率和纺纱断头率。

2.3.2 包覆牢度的评价标准

我们根据经验判断包覆牢度，将包芯纱在腿上沿纱线轴向来回摩擦，观察外包纤维的脱落情况，可摩擦0-5个往返及以下脱落的为D级，可摩擦6-10个往复仍不脱落的为C级，可摩擦11-15个往复仍不脱落的为B级，15个往复以上才有纤维脱落的为A级。

2.3.3最佳的喂入比

为了保证生产效率，我们首先需要排除纺纱性能不稳定的方案1；包覆牢度是影响包芯纱质量的关键指标，包覆牢度越差，在织造中遇到摩擦外包纤维会脱落、形成棉结和漏丝，因此我们需要选用包覆牢度较好的方案2和方案3；但是方案2包覆牢度虽好，但是包覆效果差，纱线有泡泡现象，对布面效果影响较大不宜采用。综合以上因素考虑，最终我们选择方案3，即喂入比选择0.98。

2.3.4 内、外层纤维的比例

外层纤维的包覆率（%）=100-（成品纱线的支数×长丝的丹尼尔数×100/5314.84）

28.1tex涡流纺纱，采用120D芯丝，经计算外层纤维的包覆率（%）为52.6%，根据包芯纱理论及实际经验，芯纱比例不能超过成纱的40%，否则纺纱极不稳定，效率也会不稳定。而此品种的芯纱比例超过40%，高达47.4%，生产难度很大。需要认真研究设备和纤维的特性。

2.4 设备调整

2.4.1牵伸装置导纱仪调整

通过对导纱仪角度和上下左右位置的调整，优化导纱仪供应到前钳口的芯纱位置，以最大限度地改善芯纱喂入的成功率。

2.4.2 包芯纱导纱喷嘴位置的调整

包芯纱导纱喷嘴要保证处于距离包芯纱牵伸装置导纱仪约2-4mm的位置，导丝仪角度调整要求见图1。

2.4.3 包芯纱芯丝鼓风机压力的调整

包芯纱芯丝鼓风机压力决定了芯丝喂入时的压力。压力太小，芯丝无法喂入；压力太大，会吹乱纤维，导致生头时堵针座和纺锭，造成接头失败，经过大量试验，发现压力设置为0.35MPa时，芯丝喂入成功率高，不易发生纤维堵喷嘴的现象。

2.5 操作方面的质量控制

包芯纱感丝传感器是探测芯丝的，当发生芯丝缺失时，感丝传感器会控制纺纱单锭断纱。但有时候感丝传感器发生了故障，在没有芯丝的时候也不停止纺纱，这种情况下清纱器采用TT通道设置和指数偏差均无法清除。为保证产品质量，我们对操作管理法进行了调整，要求值车工2小时点检一次每个单锭的生产状况，发生问题及时反馈给保全人员，很好地杜绝了因感丝传感器故障造成的无丝纺纱问题。

3 结语

在玻璃纤维涡流纺包芯纱的研发过程中，我们课题组进行了大量试验，精选外包纤维及芯丝原料，对设备进行改造和调整，对工艺进行系统优化，取得了成功。