徐利+戴晋明+昝会云

摘要：根据芳纶1414和棉两种纤维特性差异，在现代先进的棉纺纱设备上，结合生产实践，优化选择工艺参数，并解决了纺制中存在的难点，探索性地开发出高品质的27.9 tex 50/50芳纶1414/棉混纺纱。纱线的性能测试结果表明，成纱强度高，条干均匀，毛羽少。

关键词：芳纶1414；棉；混合；工艺参数；纺纱

中图分类号：TS104.5 文献标志码：A

The Development of 27.9 tex 50/50 Aramid 1414/Cotton Blended Yarn

Abstract： Based on different properties of aramid 1414 fiber and cotton fiber， process parameters were optimized and the difficulties existing in the spinning process were solved， and by combining with production practice， the high-quality 27.9 tex 50/50 aramid 1414/cotton blended yarn was spun on modern spinning machine. The yarn was then tested. The test results show that the yarn has high strength， better evenness and less hairiness.

Key words： aramid 1414 fiber； cotton； mixed； process parameters； spinning

芳纶1414属于芳香族聚酰胺纤维，具有强度高、模量高、密度低、耐热性好、介电性好等特点。芳纶1414和棉纤维混纺可以优势互补，开发出的产品可满足很多工业领域提出的特殊要求。

1 原料优选

试验开发的混纺面料要求强力高、吸湿透气、质地轻柔、耐热耐腐蚀等优良特性，主要用于各类防护服基布加工，因此，设计27.9 tex 50/50芳纶1414/棉混纺机织纱。芳纶1414纤维为美国杜邦公司的Kevlar，棉为普通细绒棉。

2 纺纱工艺流程

由于两种纤维性能相比差异较大，棉纤维较短，而Kevlar纤维整齐度差，如果采用棉包混合法，在纺制过程中不但飞花增多、机械效率低，而且棉纤维向内转移、Kevlar纤维向外转移，最终导致各组分纤维径向分布不匀，从而影响纱线品质。因此，可以采用条混即分别将Kevlar纤维和棉纤维成条，再在并条机上条混，这样既保证了准确的混合比，又能达到混合均匀的目的。以提高混纺纱性能为重点，围绕最终混纺面料的功能性进行反复试验、筛选，可达到预期效果的具体工艺流程如下。

Kevlar纤维：预处理→DSOp-01型开松机→DSCa-01-D梳棉机→DSDr-01型并条机→Kevlar预并条；

棉纤维：DSOp-01型开松机→DSCa-01-D梳棉机→DSDr-01型并条机→棉预并条；

混合纺纱：Kevlar预并+棉预并→DSRo-01型粗纱机→DSSp-01型细纱机→DSTw-01型并捻联合机。

3 纺纱主要技术措施

3.1 Kevlar纤维预处理

对Kevlar纤维进行预处理，以确保纺纱顺利。

本实验将抗电剂SN配制成5%的溶液，根据纤维的用量，按喷后纤维含水量23% ～ 24%计算喷洒量，均匀喷洒在纤维表面。并用塑料膜严密包裹，使抗电剂充分进入纤维内部，放置24 h，在纤维含水率达20%左右时上机生产。

3.2 开清

由于Kevlar纤维长度长、强力大、伸长小、杂质少，在DSOp-01型数字式小样开松机上宜采用“薄喂多松、多梳少落”的工艺原则。可以人工操作重复经过开松机，加强穿刺开松效果，同时采用较低转速，以减少对纤维损伤。棉纤维长度短、强度低，故在开清工序时采用“薄喂轻打、早落少碎”的工艺原则，各转速尽量较低，以防止纤维过度损伤。

3.3 梳棉

Kevlar纤维的梳棉工艺应遵循“中定量、大隔距、多分梳”的原则，生条定量不宜过大，以保证分梳效果；刺辊转速适当降低，减少对纤维损伤；刺辊与锡林的转速比适当增大，道夫与锡林的隔距适当缩小，有利于梳棉过程中纤维转移。Kevlar纤维梳棉工艺的主要参数配置为：锡林转速450 r/min，刺辊转速900 r/min，总牵伸倍数92.78，定量24.95 g/5 m。棉纤维梳棉工艺采用“轻定量、小隔距、慢转速”的原则，主要参数配置：锡林转速347 r/min，刺辊转速640 r/min，总牵伸倍数99.82，定量23.19 g/5 m。

3.4 并条

在Kevlar纤维的预并工艺中，为避免产生绕罗拉和缠胶辊的现象，出条速度不宜过大，此外Kevlar纤维摩擦因数较大，导致纤维牵伸力较大，故采用加重压、大隔距的措施，以保证足够的牵伸力和握持力，纤维转移运动相对平稳。Kevlar预并采用 8 根喂入，总牵伸倍数7.98，预并条定量为20.84 g/5 m。为防止混并使罗拉钳口对两种纤维条子的握持力不一致而恶化条干，棉纤维预并定量设计与Kevlar纤维预并相同，以提高混条质量。

条混工艺采用 2 道各 8 根混合方式。头道并条两种纤维各 4 根预并条间隔排列喂入，由于Kevlar纤维初始模量大，所以参数配置上头道牵伸倍数偏大掌握，避免熟条发硬的问题出现。此外，生产过程中对胶辊进行酸处理、抗静电剂擦洗或表面树脂涂层处理，可有效减少返花、绕花现象。混并工序参数配置：头道定量19.67 g/5 m，总牵伸倍数8.5，后区牵伸倍数1.65；二道定量19.59 g/5 m，总牵伸倍数8.18，后区牵伸倍数1.30。

3.5 粗纱

虽然Kevlar纤维长、抱合差，较大的捻系数可以防止细纱工序断头、减小意外伸长，但考虑到混纺比例占50%的Kevlar纤维成纱强力临界捻系数小，所以粗纱捻系数不易过大为好；配置较小的后区牵伸，同时放大后区隔距，以加强对牵伸区中纤维的控制，避免“硬头”出现；Kevlar纤维摩擦因数大，牵伸力易大于握持力，此外与棉纤维长度差异较大，采用较大罗拉加压可以有效地控制牵伸中纤维运动。经过多次试验后在尽量保证条干质量的前提下选出适宜的参数：粗纱捻系数73，定量选为5.57 g/10 m，后区牵伸倍数1.21，锭翼转速1 000 r/min，罗拉加压120 N × 200 N× 150 N × 150 N时较适宜。

3.6 细纱

细纱是纺纱过程中最后一道工序，细纱工艺的合理配置对成纱质量至关重要。由于纤维原料蓬松、抱合力较小，经过 3 道并合，细纱工序中车速宜较低，捻系数适当较大，可以改善粗纱的条干不匀。考虑到成品纱线的用途，有必要进一步采取以下措施：采用内花纹胶圈减少滑溜；选用高弹性低硬度的胶辊，有效控制纤维运动，提高成纱质量；减小后区牵伸倍数；合理配置钢领、钢丝圈，并及时更换，以减少毛羽。细纱工序参数配置：定量2.62，捻系数300，后区牵伸1.25，锭子转速 1 万r/min，罗拉加压150 N × 120 N × 140 N。采用上述系列优化工艺即可纺制成27.9 tex 50/50 Kevlar/棉混纺机织纱，成纱质量达到较好的效果。质量指标为：百米重量CV值2.8%，单纱断裂强力CV值6.5%，断裂强度27.25 cN/tex，条干CV值15.2%，棉结18个/km，捻度56.42捻/10 cm，3 mm毛羽指数15。

3.7 络筒

DSTw-01型并捻联合机自带电子式清纱器和自动络筒装置，既可以利用无接头纱提高织布质量，又可减少纱疵。络筒工序的参数配置：股线的捻系数为365左右，锭速8 500 r/min，捻向ZZS。纺纱过程中由于Kevlar纤维摩擦因数较大，不论混纺单纱还是股线都极易发生扭曲，因此在85 ℃中静置40 min，重复定形两次，可避免“小辫子”纱疵，达到定捻效果，为后道工序的顺利进行提供保障。

4 结语

（1）针对两种或两种以上纤维混纺，其关键技术是混合均匀、混合比精确，应充分考虑各个纤维性能，合理选择纤混、条混或多步混合。（2）Kevlar/棉纤维混纺纱的生产实践证明，在数字式小样棉纺设备上通过采用合理的工艺参数和技术措施，并保持良好的设备运转，能够纺制品质较高的Kevlar/棉纤维混纺纱。（3）Kevlar纤维的介电因素较大，纺纱过程中不但应对其进行防静电预处理，其他各工序也要采取措施，确保纤维间的抱合力，并顺利转移或牵伸。（4）Kevlar纤维开清、梳棉工序中相对湿度60%左右为宜，条混后每道工序相对湿度比纯棉纺稍大，可有效避免出现纤维飞散、混条发毛、缠绕胶辊等现象。（5）用纺成的混纺机织纱试织帆布，面料呈现高强、吸湿、耐磨、耐高温、耐腐蚀等优良特性，并可以对其进行阻燃、抗静电等后处理，都可以取得很好的效果，其应用前景非常可观。

参考文献（略）