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纳米银抗菌涤纶/粘胶基甲壳素混纺纱的纺制及性能测试

发布:多吉利        来源:www.duojili.cn  

纳米银抗菌涤纶/粘胶基甲壳素混纺纱的纺制及性能测试

摘 要:为探讨纳米银抗菌涤纶和粘胶基甲壳素两种纤维的混纺成纱性能,对1.33 dtex和1.67dtex不同纤度的两种纤维以30/70、50/50、70/80三种不同的混纺比混纺成纱,介绍了其纺制加工工艺和提高成纱质量的技术措施,并分别对不同纤度和不同混纺比的成纱性能进行了测试与分析。通过比较,得到了混纺纱线拉伸性能优良的最佳混纺比和纤度配伍,以期对实际工业化生产提供参考依据。

关键词:粘胶基甲壳素纤维;纳米银抗菌涤纶纤维;混纺纱;成纱性能

粘胶基甲壳素纤维是以甲壳素、壳聚糖化学改性与纤维素混凑的特殊工艺制成的纤维,具有生物活性、生物降解性和相容性等特点。纳米银抗菌涤纶纤维是在纤维生产过程中,熔入特殊加工的纳米级银,经干燥、熔融纺丝、拉伸、定形、切断加工而成,由于加入了纳米级的银,使涤纶具有抗菌、电磁屏蔽、防紫外线、能释放负离子等功效。两种纤维的混纺,可以充分利用各纤维的性能,提高纤维的可纺性,同时利用纤维的内外转移规律,改善产品的功能性,提高纺织品的附加值。

1 选用原料性能及纱线规格设计

选用中国石化公司产的1.33 dtex×38 mm和1.67 dtexX 38 mm纳米银抗菌涤纶及山东海龙集团生产的1.67 dtex×38 mm 的粘胶基甲壳素纤维作为纺纱原料,进行混纺成纱。

在温度20℃ 、相对湿度55 的测试条件下,采用德国产FAVIMAT型全自动单纤维测试仪、Y151型纤维摩擦系数测定仪和YG321型纤维比电阻仪,对各纤维性能进行了测试,其物理性能指标。

2 纺纱方案及工艺流程设计

考虑到试验的有效性并充分探究不同纤度的纳米银抗菌涤纶纤维对纺纱性能的影响,以1.67dtex粘胶基甲壳素纤维分别与1.33 dtex和1.67dtex纳米银抗菌涤纶纤维混纺,纺制18.5 tex混纺纱,混纺比分别为纳米银抗菌涤纶/粘胶基甲壳素纤维30/70、5o/5o、70/30。

由于纳米银抗菌涤纶和粘胶基甲壳素两种纤维的性能相接近,为保证混合成纱混纺比的正确性,采取了纳米银抗菌涤纶纤维和粘胶基甲壳素纤维分别制成生条后,再在并条机上三道混并采取的工艺流程如下:

粘胶基甲壳素纤维(或纳米银抗菌涤纶纤维)一FK一500开松机(双开松单元)一松梳联(附自调匀整)一FTw155CR喂给机一A186F梳棉机一粘胶基甲壳素纤维(或纳米银抗菌涤纶纤维)生条一FA498粗纱机一FA5l4细纱机一GA0l3络筒机.

3 各工序主要工艺配置及技术措施

3.1 开棉工序

由于粘胶基甲壳素纤维、纳米银抗菌涤纶纤维的整齐度好、几乎无短绒和杂质,因此用短流程开喂棉机组替代传统的开清棉工序,以分别对两种纤维原料进行开松、混合和均匀喂给,并采取了“多松少打、薄层快喂、多混少落、开松为主混合均匀”的工艺原则,加大植针锡林与给棉罗拉之间的距离并降低锡林转速,避免纤维过多损伤和纠缠,增大风扇速度以增加对筵棉的吸附力使棉流量均匀输送。

开松机主要工艺配置为:锡林转速480 rpm,给棉罗拉转速12 rpm,给棉罗拉一锡林间隔距0.30 mm,风扇转速1235 rpm。

3.2 梳棉工序

纳米银抗菌涤纶纤维或粘胶基甲壳素经开松后的筵棉由容积称重式自动给棉机经输棉帘喂至梳棉机的给棉罗拉处进入梳棉机。

为纺出棉网清晰的生条,梳棉采取“紧隔距、强分梳、低速度、轻定量、多梳轻打、少损伤、多排疵点、好转移”的工艺原则。并在道夫前设计加装了皮辊导棉装置,以增加对棉网的托持和牵引,力求使棉网张力降至最小,以减轻条干的恶化并提高制成率。

纺出生条质量j萨氏条干不匀率15.4%,生条棉结l粒/g,生条重不匀率1.8%,生条短绒率(≤20 ram)4.4%。

3.3 并条工序

为充分提高各组分纤维的伸直平行度,提高条干水平并加强纤维间充分混和,防止因纤维问混和不良而造成染色不匀的现象,并条工序采取了三道并条并合的方式,头并采取纤维定向性工艺,选取总牵伸倍数小于并合数、后区牵伸偏大掌握的工艺配置;二三并选取总牵伸大于并合数且配以较小的后区牵伸倍数,以利于改善条干均匀度。

纳米银抗菌涤纶纤维与粘胶基甲壳素纤维棉条的定量设计相同,以防混并时罗拉钳口对两种条子的握持力不一致而恶化条干。

另外,纺出熟条的重量不匀率为0.89%。

3.4 粗纱工序

粗纱工序中采取“较小的主牵伸区罗拉隔距、较小的后区牵伸倍数、较高的捻系数、较小的粗纱张力”的工艺原则。

粗纱卷绕密度在粗纱不重叠的情况下,适当偏大,利于减少成纱毛羽。

粗纱定量设计为4.5 g/lO m,优选捻系数为80,整理区、主牵伸区及后牵伸区罗拉隔距分别为10 mm×24.5 mm×36.5 mm,后区牵伸倍数1.2倍,车速为700 rpm。

纺出粗纱质量:萨氏条干不匀率13.7%,重量不匀率1.1%。

3.5 细纱工序

为提高细纱条干均匀度和单纱强力,降低成纱细节个数,满足针织用纱的质量要求,细纱工序采取“一大两小”的工艺原则,即大的后区罗拉隔距、小的后区牵伸倍数和小的钳口隔距。

细纱的主要工艺参数为:罗拉中心距44 mm×65 mm,后区牵伸倍数1.136倍,捻度为750捻/10 cm,车速为190 rpm,钳口隔距2.5 mm。

3.6 络简工序

络筒工序从保伸减磨人手,并采取了“轻张力、低速度、小伸长”的工艺原则。络筒速度600m/min,合理调整气圈控制器高度,合理配置电子清纱器工艺参数以减少纱疵,提高成纱质量。

4 纱线性能测试及分析

4.1 测试方法及数据

根据GB/T3916—19976纺织品、卷装纱、单根纱断裂强力和伸长率的测定》,在YG06IF型电子式单纱强力仪上分别对每种试样进行单纱拉伸试验。

测试条件:温度20℃ ,相对湿度65 ,夹持距离250 mm,拉伸速度500 mm/min,预加张力25 cN,测试数量30次。

4.2 纱线性能分析

分别根据1号和2号纳米银抗菌涤纶/粘胶基甲壳素混纺纱的断裂强度、断裂伸长率与混纺比的关系数据,画出散点图并得到各自拉伸断裂强度与混纺比之间的三阶多项式回归关系曲线及混纺纱拉伸断裂伸长率与混纺比之间的关系折线。

纳米银抗菌涤纶/粘胶基甲壳素混纺纱的断裂强力取决于两种纤维成分的配伍性,成纱的拉伸断裂强度与混纺比之间呈抛物线关系,纳米银抗菌涤纶/粘胶基甲壳素混纺纱的断裂强度与混纺比的关系基本符合涤棉混纺纱混纺比对成纱强度的影响理论。随着混纺纱中纳米银抗菌涤纶纤维混纺比的增加,纱线的断裂强度先上升后又下降,并且两种混纺纱的断裂强度均在混纺比为55/45左右到达成纱极大值点。

同时还可看出,当以同纤度(均为1.67 dtex)的该两种纤维混纺时,其成纱断裂强度整体上均大于异纤度的该两种纤维混纺。在纳米银抗菌涤纶/粘胶基甲壳素纺纱加捻过程中,根据汉密尔顿纤维转移指数的理论知,因1.33 dtex纳米银抗菌涤纶纤维较细,有优先向中心分布的趋势,即1.33 dtex纳米银抗菌涤纶纤维较多地分布在纱的内层,而1.67 dtex粘胶基甲壳素纤维较多地分布在纱的外层。其次,在开始拉伸时,因为外层纤维的螺旋线长,伸长多,张力大,而且螺旋角大,其外力在成纱轴向的有效分力也大;另外,1.67 dtex粘胶基甲壳素纤维的断裂强度小于1.33 dtex纳米银抗菌涤纶纤维的断裂强度,所以受拉伸时混纺纱中最外层的粘胶基甲壳素纤维先断裂。继续拉伸,外层粘胶基甲壳素纤维断裂后,总拉伸力将由较少的纤维分担,纱中由外向内纤维的张力将猛增,由于纱中外层纤维断裂或滑脱,它对于内层纤维的抱合力减少直至解除,内层纤维之间的抱合力和摩擦力迅速减少,这就造成更多的纤维滑脱;未滑脱的纤维张力随之更快地增加,因而被拉断。

异纤度两种纤维混纺成纱的断裂伸长率整体上大于同纤度的该两种纤维混纺成纱的断裂伸长率。当1.33 dtex纳米银抗菌涤纶/1.67 dtex粘胶基甲壳素混纺成纱时,混纺纱的断裂伸长率呈先增大后降低的趋势;而当1.67 dtex纳米银抗菌涤纶/1.67 dtex粘胶基甲壳素混纺成纱的断裂伸长率基本上呈线性降低规律,此时混纺纱的断裂强力呈现先增大后逐渐减小的,因此可以认为不同纤度的纳米银抗菌涤纶纤维对纳米银抗菌涤纶/粘胶基甲壳素混纺纱断裂强度的作用和其对于混纺纱断裂伸长率的作用,两者具有不同时性,即异纤混纺时混纺纱低强高伸、同纤混纺时混纺纱呈现高强低伸。

因此对于不同用途的纳米银抗菌涤纶/粘胶基甲壳素纤维混纺纱,可从生产成本角度及混纺纱的混纺比与断裂强度和断裂伸长率之间的关系出发来综合考虑选择合适的混纺比和纤度配伍。

5 结语

5.1 纳米银抗菌涤纶/粘胶基甲壳素纤维混纺纱可纺性好,可生产品种丰富的针织、机织面料。其纺制关键在于各组分原料的混合,根据各组分纤维的性能特点通过合理选择混合方案,制定相应的纺纱工艺流程,优化配置关键工艺参数是减少纱疵提高成纱质量的有效技术措施。

5.2 不同纤度和不同混纺比的纳米银抗菌涤纶/粘胶基甲壳素混纺纱的断裂强力和断裂伸长率取决于两种纤维组分的配伍性,异纤混纺时混纺纱呈现低强高伸、同纤混纺时呈现高强低伸规律,并且同纤度(均为1.67 dtex)混纺纱的断裂强度整体上均大于异纤度的混纺纱的断裂强度。

5.3 无论同纤度还是异纤度的纳米银抗菌涤纶纤维和粘胶基甲壳素纤维,混纺成纱的断裂强度均在混纺比为55/45左右到达成纱极大值点,异纤度两种纤维混纺成纱的断裂伸长率整体上大于同纤度的该两种纤维混纺成纱的断裂伸长率。因此,可从生产成本角度和纱线的最终用途及混纺纱的混纺比与断裂强度和断裂伸长率之间的关系出发来综合考虑选择合适的混纺比及纤度配伍。

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