高强涤纶包芯缝纫线的开发

    0 引言
    涤纶包芯缝纫线是采用涤纶长丝外包涤纶短纤维的方法制成的。该产品既具有涤纶长丝缝纫线的高强度，适合于高速缝纫；又具有涤纶短纤维缝纫线的自然毛羽和手感，能够满足服装面料的风格。它是一种近年在欧美发展起来的高档缝纫线新产品，国内外市场前景广阔。
    我公司在生产涤纶短纤维缝纫线经验的基础上，确定开发高强涤纶包芯缝纫线新产品。 按照市场及客户要求，相继开发生产了13.12 tex×2、19.68 tex×2等系列高强涤纶包芯缝纫线。
    1 纤维包覆量和原料的选定
    1.1 纤维包覆量
    高强涤纶包芯缝纫线是以涤纶长丝为芯丝、以棉型涤纶短纤维为外包纤维的一种双组分纱线。外包纤维在包芯纱中的质量比例即包覆量的大小，对产品质量、生产成本有很大的影响。包覆量太小时，易出现裸丝现象，外观质量降低，包缠牢度下降；包覆量过大时，同纱支的包芯缝纫线变粗，纱线毛羽增多，强度明显下降，不利于高速缝纫机效能的发挥；当包覆量选择恰当时，长丝的强力和均匀性在纱线中能够充分体现，加之外包纤维的均匀包缠，可得到较好的纱线条干、强力和舒适的手感。对于13.12 tex×2涤纶包芯缝纫线而言，选择了芯丝规格，就确定了包覆量的大小。
    根据客户的质量指标要求，结合生产成本以及包芯纱包覆量理论，通过反复测算，综合比较，确定以78 dtex/24 f涤纶长丝作芯丝，理论计算纤维包覆量为40.5 %。
    1.2 涤纶长丝
    涤纶包芯缝纫线的强力主要取决于芯丝，即涤纶长丝的强力。芯丝选用高强度的涤纶长丝，是缝纫线强力指标能够满足要求的一个关键。
    通过对国内外几家化纤厂家的高强涤纶长丝样品比较后，确定选用日本某公司的78 dtex/24 f有光高强低收缩型涤纶长丝做芯丝。这种涤纶长丝具有强度高、伸长低、单纤细等特点。其主要质量指标如下：断裂强度7.5 cN/dtex，断裂伸长率25 %，干热收缩率 ＜ 3 %。
    1.3 涤纶短纤维
    涤纶短纤维包覆在纱的外层，其主要目的是提供舒适的手感和满意的外观。包芯单纱的总体号数是13.12 tex，去除单纱中的涤纶长丝号数7.8 tex，包覆在外的涤纶短纤仅为5.32 tex，而且包芯纱纤维包覆量也仅为40.5 %，生产加工难度非常大。
    选择涤纶短纤维首先要从实现包覆均匀、避免产生裸丝现象、保证包缠牢度等方面入手。纤维的细度愈细，外包纤维的根数愈多，有利于包覆质量。但过细的纤维，刚性较差，影响成品线的手感和毛羽。细度选择总体应偏细掌握。
    包芯纱的纱线强力主要来自于纱线的芯丝，即涤纶长丝。故对涤纶短纤维的断裂强力方面要求不是特别高。有光涤纶染色后具有亮度高、色泽鲜艳等特点，适合于缝纫线的后道染色处理。
    综合考虑以上因素后，确定选用国产某公司1.33 dtex×38 mm有光缝纫线型涤纶短纤维做外包纤维。其主要质量指标如下：断裂强度5.9 cN/dtex，断裂伸长率20 %，干热收缩率 ＜ 7 %。
    2 工艺路线和工艺流程
    2.1 工艺路线
    工艺路线基本上与常规涤纶短纤维纱线相同，即涤纶短纤维经过清花、梳棉、两道并条，通过粗纱机做成粗纱条，再喂入细纱机进行正常牵伸。涤纶长丝经过附加的张力装置，绕过导丝轮的V形沟槽，同牵伸过的涤纶短纤维粗纱须条汇合于细纱机前罗拉钳口处，经前罗拉输出后，过导纱钩，在钢领钢丝圈加捻卷绕下形成包芯纱。包芯纱管纱在定形罐中加热定形后，经过络筒、并纱、倍捻工序，生产出成品线，打包入库。
    2.2 工艺流程
    涤纶短纤 → A 002 C → A 006 B → A 036 C → A 092 A → A 076 C → A 186 F → FA 322 → FA 322 → A 456 C → A 513 W（涤纶长丝汇入）→ 定形罐 → No.7Ⅱ络筒机 → No.28并纱机 → No.363 Ⅱ倍捻机 → 成品。
    3 纺纱工艺配置及技术措施
    3.1 开清棉工序
    纤维细度细，单纤强力低，加工中纤维易受损伤纠缠。清花工序应减小打击力度和次数，采用短流程的工艺原则。1）降低主要打手速度。A 036 C梳针打手、A 076 C打手速度偏低掌握，以减少纤维损伤，减少棉结。2）成卷机采用电子自调匀整装置，运用振荡式棉箱，控制棉卷重量不匀率。3）纤维的蓬松度较高，棉卷定量应偏轻掌握，棉卷长度应偏短掌握。4）棉层间加放同成份的粗纱条进行隔离，减少棉卷粘层。
    清花主要工艺参数：定量干质量371.05 g/m，棉卷定长31.5 m，A 036 C打手速度600 r/min，A 076 C打手速度720 r/min。
    3.2 梳棉工序
    梳棉工序应减少纤维损伤，减少纤维间的相互纠缠和搓捻，遵循充分梳理、顺利转移的原则。1）降低刺辊转速，减少纤维损伤，减少棉结；降低锡林转速，减少梳理过程中的纤维损伤。2）选用状态良好的化纤专用针布，增强梳理能力，提高纤维伸直平行度，减少返花现象。3） 选用较低的道夫速度，使棉网增厚，有利于顺利剥棉，减轻棉网汇聚成条时烂网、飘网、落网、断条现象。4）生条定量以偏轻掌握为宜。生条定量过重，易造成堵塞喇叭口和圈条斜管，形成断条。
    梳棉工艺参数：定量干质量18.23 g/5 m，刺辊速度760 r/min，锡林速度330 r/min，道夫速度18 r/min，锡林至盖板隔距0.305、0.305、0.254、0.254、0.305 mm。
    3.3 并粗工序
    由于纤维细，须条横截面纤维根数增多，牵伸过程中纤维运动的摩擦总阻力增大，纤维伸长回弹性强，所以牵伸过程中易绕罗拉和胶辊。并条应采取低速度、重加压、合理牵伸倍数的工艺原则。1）并条的并合数设为6根，加大后区牵伸倍数。2）较低的罗拉速度，能有效避免绕皮辊现象。
    并条主要工艺参数：头并定量干质量15.5 g/5 m，后区牵伸倍数1.797倍；二并定量干质量12.58 g/5 m，牵伸倍数7.39倍。
    粗纱工序为减少意外牵伸、避免条干恶化，宜采用重加压、小张力的工艺原则。1）采用小张力卷绕，防止意外牵伸和急回弹，保证卷绕后粗纱均匀度。2）在细纱机生产不出硬头的前提下，捻系数偏大掌握，减少断条，改善粗纱毛羽与条干水平。
    粗纱主要工艺参数：定量干质量3 g/10 m，计算捻度2.87捻/10 cm，牵伸倍数8.39倍。
    3.4 细纱工序
    细纱工序是实施涤纶短纤维包覆涤纶长丝形成包芯纱的工序。涤纶长丝的喂入采取被动消极式，长丝的喂入张力和喂入方位对包覆效果、成品质量影响很大。要实现包芯纱的顺利纺制，达到理想的包覆效果，需对细纱机进行局部改造。细纱机上部加装能插放长丝的筒子架以及控制长丝张力装置，细纱摇架背部加装导丝轮。实现了长丝喂入定位准，退绕无阻力，张力均匀可调。
    细纱工序采用低速度、重加压的工艺原则。1）降低锭速和车速，使机械处于良好状态，减少纤维缠绕，降低细纱断头率。2）增大捻系数，增强涤纶短纤维与涤纶长丝的抱合力，保证包缠牢度，提高纱线强力。3）采用德国Suessen（绪森）公司的摇架，加大罗拉加压，保持稳定的钳口动态握持力和牵伸力。4）操作工加强巡回，及时处理空芯纱、裸芯纱，严格执行包芯纱操作规程。
    细纱主要工艺参数：定量干质量1.295 g/100 m（其中涤纶短纤维0.512 g/100 m），前罗拉速度168 r/min，锭子转速15 030 r/min，单纱捻向S捻，计算捻度110捻/10 cm，罗拉加压 147、68.6、117.6 N /双锭（15、7、12 kgf /双锭）。
    3.5 热定形、络筒工序
    纱线在后道加工中会出现退捻及捻缩现象，进行管纱热定形是十分必要的。1）严格按照预加热、升温、保温、排气等操作规程及工艺设计执行，确保定形效果达到要求。2）热定形合格率要达到85 %，不合格的要重新热定形。热定形主要工艺参数：温度100 ℃，时间30 min。
减少毛羽的产生，减少断头，尽可能减少对成纱质量的破坏，是络筒工序的重点。1）选用较低的络筒速度，减少纱线断头，提高成纱条干水平。2）络纱张力略小掌握，以不影响纱线强力和弹性为宜。3）纱条通道做到光洁无毛刺，以减少毛羽的产生。络筒主要工艺参数：槽筒速度900 m/min，张力盘质量4 g。
    3.6 并纱、倍捻工序
    涤纶包芯缝纫线后加工中，一只筒子仅允许一个接头，采用先进的并纱机、倍捻机才能实现这一目标。1）并纱工序两单纱并合时张力要一致，张力压片质量要一致，且转动灵活。2）倍捻工序台与台之间锭带张力调节一致，降低捻度不匀。3）倍捻机刹车回弹装置调节正常，防止纱线未经加捻而卷入筒子纱中。4）经常打扫车面卫生，保持并纱、加捻通道光滑，减少纱线起毛。5）倍捻工序做好张力器的清洁工作，确保锭翼转动均匀、灵活。
    并纱主要工艺参数：车速400 m/min，张力片25 g。
    倍捻主要工艺参数：锭速10 000 r/min，捻向Z捻，捻度85捻/10 cm，卷绕张力3.92 cN（4 g）。
    4 成纱主要质量指标（表1）
    涤纶包芯缝纫线是一种新型缝纫线，目前尚无国家标准和行业标准，比较接近的标准是FZ 63001－92涤纶本色缝纫用纱线，以及当前欧洲发达国家涤纶包芯缝纫线客供质量标准。