无捻纱退维时间的分析.pdf

第2 8 卷第1 期 2 0 0 7 年1 月 纺织学报 J o u r n a lo fT e x t i l eR e s e a r c h V 0 1 2 8N o 1 J a n 2 0 0 7 文章编号：0 2 5 3 9 7 2 1 ( 2 0 0 7 ) 0 1 0 0 2 8 0 3 无捻纱退维时间的分析 赵庆福1 ，窦海萍1 ，孙世元1 ，马会英2 ( 1 德州学院纺织工程系，山东德州2 5 3 0 1 5 ；2 天津工业大学纺织学院，天津3 0 0 1 6 0 ) 摘要无捻纱的退维工艺是织制无捻纱织物的关键工艺，退维过程的控制一直是困扰水溶性维纶伴纺与混纺产 品开发的难点。为准确测试无捻纱退维的时间，采用纱线强力测试法和称重法对无捻纱的退维时问进行验证测试， 2 种测试方法基本相符，3 0m i n 左右合股纱线上的维纶能够全部溶解，为实际生产中无捻纱织物退维时间的确定提供了可 靠的依据。 关键词无捻纱；退维时间；水溶性维纶；强力测试法；称重法 一 中图分类号：T S l 0 6 4 1 6文献标识码：A A n a l y z i n gt h ed i s s o l v i n gt i m eo fw a t e r - s o l u b l ep o l y v i n y l a l c o h o lf i b e ro fu n t w i s t e dy a r n Z H A OQ i n g f u l ，D O UH a i p i n 9 1 ，S U NS h i y u a n l ，M AH u i y i n 9 2 ( 1 D e p a r t m e n to fT e x t i l eE n g i n e e r i n g ，D e z h o uU n i v e r s i t y ，D e z h o u ，S h a n d o n g 2 5 3 0 1 5 ，C h i n a ； 2 S c h o o lo fT e x t i l e s ，T i a n j i nP o l y t e c h n i cU n i v e r s i t y ，T i a n j i n3 0 0 1 6 0 ，C h i n a ) A b s t r a c tT h ed i s s o l v i n go ft h ew a t e r - s o l u b l ep o l y v i n y la l c o h o l ( P V A ) f i b e ri nt h ep l yy a r ni st h ek e yp r o c e s s o ff a b r i cm a n u f a c t u r i n gw i t hu n t w i s t e dy a r n s C o n t r o lo fd i s s o l v i n gt i m eh a sb e e nal o n g s t a n d i n gp r o b l e mi n t h ep r o d u c td e v e l o p m e n ta s s o c i a t e dw i t hP V Ab l e n d s 。T oc o n t r o lt h eo p t i m a lt i m e , t w om e t h o d sw e r e d e s i g n e d ，i e ，y a r ns t r e n g t ht e s t i n gm e t h o d a n dw e i g h tm e t h o d , T h er e s u l t so ft h et w om e t h o d ss h o w e d c o i n c i d e n t l yt h a tt h eP v Ao ft h ep l yy a r nc o u l db e 。d i s s o l v e dp r o b a b l yi n3 0m i n u t e s A n dt h i s c o n c l u s i o n p r o v i d e sar e l i a b l ep a r a m e t e rf o ri n d u s t r i a l i z e dp r o d u c t i o n K e yw o r d s u n t w i s t e dy a r n ；d i s s o l v i n gt i m e ；w a t e r - s o l u b l ep o l y v i n y la l c o h o lf i b e r ；y a r ns t r e n g t ht e s t i n g m e t h o d ；w e i g h tm e t h o d 无捻纱的生产原理是用相同线密度、捻度和捻 向的棉纱与水溶性维纶纱合股后逆向加相同的捻回 数( 即单纱退捻过程) ，然后成纱1 1 。退维是无捻纱 织物成功与否的关键技术，通过退维工艺，水溶性维 纶会被完全溶去。如果退维不彻底，则残留的维纶 会使纱线发硬；若退维时间过长，则会影响纱线品 质心o ，为此，需要通过各种方法寻找并验证合适的退 维时间。本文采用纱线强力测试法和称重法对无捻 纱的退维时间加以验证。 1退维机制 无捻纱的退维实际上就是一定温度条件下水溶 性维纶溶于水的过程。水溶性维纶的溶解过程是先 溶胀，再溶解。首先是水分子进入纤维内部，使其体 积增大，然后维纶分子转入水溶液中，但对于纱线中 的水溶性维纶来说，由于水分子的渗入是由表及里 的，所以纱线表层的维纶先溶胀，再向内部扩展。而 且表层的维纶溶胀后，会形成一层薄膜覆盖表面，阻 碍水分子继续向内部的渗入，须等表层维纶分子转 入水溶液中，内层水溶性维纶才能再溶胀、溶解，因 此，整个溶解过程是由表及里进行的。 由于维纶分子的化学结构中含有裸露的羟基， 而羟基较强的化学反应性极易使其受到破坏，在硬 水中，钙、镁等离子会与羟基发生反应形成碳酸钙、 氢氧化镁等难溶物，影响退维，所以退维过程最好用 收稿日期：2 0 0 5 0 8 0 9修回日期：2 0 0 5 1 2 一0 7 作者简介：赵庆福( 1 9 6 8 一) ，男，讲师。主要研究领域包括无捻纱与织物、新型纱线的研究与开发等。E - m a i l ：z q f d e z h o u 1 2 6 e o m 。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark 第1 期 赵庆福等：无捻纱退维时间的分析 · 2 9 · 软化水，并且其硬度应该控制在一定范围。另外退 维之前也不能进行漂白，因为一些强氧化剂的存在 也会破坏羟基形成难溶物，如双氧水等”1 。 在生产过程中，退维过程的控制一直是困扰维 纶伴纺与混纺产品开发的难点。若此工序得不到有 效控制，将会出现退维不匀，直接影响成品的各项物 理指标及光泽、手感等。 2验证方法 试样采用的原料是四川维尼纶厂生产的水溶性 维纶短纤维，溶解温度9 5 。用捻度均为6 0 0 捻m 、 捻向为z 捻的2 8t e x 棉单纱和维纶单纱合股进行反 向加捻，合股纱的捻度为6 0 0 捻m 、捻向为s 捻。 2 1 纱线强力测试法 纱线强力测试验证方法有2 种：一种是将合股 纱线均匀缠绕在铁框上再放在水中进行退维，此方 法遇到的最大问题是不能有效地控制纱线的张力 ( 与铁框接触处纱线受力较大) ，实验过程中纱线不 能在沸水中保持原有的形态，不能在纱线强力仪上 准确地反映出其强力变化；另一种方法是把纱线缠 绕在均匀的圆木棍上然后放入水中退维，这样能使 每段纱线在沸水中所受的作用力基本相同，有效地 避免纱线晾干之后纱线张力不匀的问题。本文采用 第2 种方法来测量维纶在水中完全溶解的程度及其 所需时间。 2 1 1 实验方法 将纺得的股线截成1 0 根1m 长线段，均匀缠绕 在1 0 个小圆木棍上。煮锅内倒上水，加热至8 0 左右时，将1 0 个小圆木棍放人锅内退维，继续加热 至沸腾，记下时问。然后每隔3m i n 捞出1 个小圆木 棍观察。 2 1 2 实验步骤 8 0 时放入圆木棍，记下时间3 ：0 7 ，之后每隔 3n f i n 取出1 个圆木棍，顺序依次为1 “、2 “、3 “、1 0 ”、 88 、94 、6 。、7 ”、5 ”、44 。将以上圆木棍放入室温水 中进行3 次漂洗后，放在室内自然晾干。 2 1 3 实验结果 在18 、24 、3 。、1 04 圆木棍上的纱线定型良好； 84 、9 8 、64 圆木棍上的纱线开始松动脱落，纱线已开 始溶解，纱线上可以看出棉纱无捻的状态；74 、54 、 44 圆木棍上的纱线已完全松散，基本成为无捻纱。 股线取出顺序与对应的取出温度、时间如表1 所示。 纱线退维后的强力见表2 。 表1 实验数据 T a b 1E x p e r i m e n td a t a 表2 木棍上股线退维后的强力 T a b 2 S t r e n g t ho ft h ep l yy a r nw r a p p i n go nt h e c r a b s t i c ka f t e rd i s s o l v i n ge N 从表2 的数据可清楚地看出：在水温没达到 9 6 前，也就是14 、24 、38 、1 0 ”圆木棍取出时，股线 的强力基本没有大的变化，而实验所用水溶性维纶 纤维的溶解点在9 5 左右；其次，在维纶开始溶解 之后，随着时间的增加，从84 开始，纱线的强力在逐 渐降低。这说明股线中的维纶成分正在逐步完全的 溶解；最后的5 ”和4 ”纱竟然不能测出7 组数据。 事实上，4 ”纱出现大部分无捻的现象，1 0 ”的强力不 降反升，可能是测量误差或者纱线不匀引起的，并不 能反应整个水溶性纤维强力降低的趋势。从整个过 程和得出的结果看，数据还是比较准确的，基本能确 定退维时间在3 0m i n 左右。 从整体上讲，用均匀木棍的实验明显优于用铁 框的，不但测出了比较准确的数据，在实验过程中也 显示出了比较好的效果。比如铁框纱线由于受热不 匀导致张力不匀，这不仅导致了纱线测量结果的不 准确，而且也因为纱线的松散脱落导致煮完后的纱 线无法用流动的水漂洗，进而由于维纶浆液没有漂 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark · 3 0 · 纺织学报第2 8 卷 洗干净导致纱线强力不匀。另外，用铁框更容易把 纱线煮脱落，导致纱线无法测量。 2 2 称重法 纱线强力测试法验证退维时间时，由于棉纱线 条干不匀，所以到水沸腾后2 0m i n 左右，维纶虽还没 有完全退去，但此时由于纱线的条干不匀，所测的数 据已经反映纱线接近无捻了，为了更准确地验证退 维效果，采用称重法来验证维纶完全溶解所需要的 时间。 2 2 I 实验方法 称取1 1 个长为5 0r n 股线试样的质量( 在股线被 烘干的情况下) 。煮锅内倒上水，加热至8 0 左右 时，将1 1 个试样同时放入煮锅，每隔3r a i n 取出1 个 纱样，直至3 3m i n 后取出所有纱线。将纱线烘干后 分别称重。 2 2 2 数据分析 纱样的取出顺序依次为1 9 。、1 5 。、2 0 。、I I 。、 1 3 、1 6 。、1 2 。、1 44 、2 l 。、1 8 、1 74 ，分别称重。从质 量差异看，时间越长维纶溶解得越多，并且在到达 I I 。纱样时水溶性维纶基本上已经溶完了，历时 2 7m i n ，这与纱线强力法验证的时间基本相符。 2 3 其它测试法 除了上述2 种方法外，还可以用化学试剂法、纤 维镜法等进行退维验证。化学试剂法应用的原理是 利用2 种原料股线的不同性能，对不同的化学试剂 有着不同显色反应，可以作为判断水溶性维纶是否 溶净的标准。而显微镜观察法也是利用不同原料的 截面形态来观察维纶水溶后纱线的溶解程度。当 然，化学试剂法仅是一个构思，还没有发现特别明显 的区分这2 种原料的试剂，需进一步进行研究¨1 。 用O H A U S 型电子天平称重，实验结果见表3 。 表3 称重法实验数据 3结语 T a b 3E x p e r i m e n td a t ab yw e i g h tm e t h o d 利用纱线强力测试法和称重法可以很好地验证 无捻纱的退维时间。黼 参考文献： I 徐乐均水溶无捻线的开发 J 纺织导报，2 0 0 2 ( 3 ) ：9 1 0 2 张栓爱无捻纺纱工艺 J 上海纺织科技，2 0 0 2 ( 2 ) ：2 3 2 4 3 敖利民，唐雯，李向红，等水溶性聚乙烯在传统纺织 领域的应用 J 山东纺织科技，2 0 0 3 ( 3 ) ：8 1 I 4 王琛水溶性纤维及其在纺织行业中的应用 J 江苏 纺织，2 0 0 0 ( 9 ) ：1 4 1 6 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark