廢舊軍服纖維性能與再利用紡紗研究

曹成輝，朱進(jìn)忠，王　藩

(1.河南工程學(xué)院 紡織科技與標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用研究所，河南 鄭州 450007；

2．河南工程學(xué)院 紡織學(xué)院，河南 鄭州 450007)

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廢舊軍服纖維性能與再利用紡紗研究

曹成輝1,2，朱進(jìn)忠1,2，王藩2

(1.河南工程學(xué)院 紡織科技與標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用研究所，河南 鄭州 450007；

2．河南工程學(xué)院 紡織學(xué)院，河南 鄭州 450007)

摘要：對(duì)廢舊軍服滌綸纖維的性能進(jìn)行測(cè)試并與純棉和普通滌綸對(duì)比分析，設(shè)計(jì)廢舊滌綸/棉混紡紗工藝，測(cè)試紗線的性能并與普通滌綸/棉紗、純棉紗對(duì)比分析.結(jié)果表明，廢舊滌綸纖維的強(qiáng)力與強(qiáng)度比棉纖維高，比普通滌綸低，而回潮率卻比普通滌綸大；廢舊滌綸/棉紗的斷裂強(qiáng)度、彈性、條干均勻度比普通滌綸/棉紗和純棉紗差；單位長(zhǎng)度上，廢舊滌綸/棉紗的粗節(jié)和細(xì)節(jié)量比普通滌綸/棉紗和純棉紗多.

關(guān)鍵詞：廢舊滌綸纖維；紗線；強(qiáng)伸性；條干；毛羽

按照《軍服管理?xiàng)l例》[1]，07式軍服實(shí)行發(fā)新收舊和退役收舊，全軍一年就要回收多達(dá)上萬(wàn)噸的廢舊軍服[2].對(duì)這些廢舊軍服加以回收再利用，不但可以為國(guó)家節(jié)約大量資源以緩解紡織行業(yè)資源短缺的現(xiàn)狀，還可以減少?gòu)U舊軍服對(duì)環(huán)境的污染，有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益.

廢舊軍服中的士兵常服與作訓(xùn)服多為滌棉混紡，可采用物理回收方式[3]將棉纖維經(jīng)黏膠法或銅氨法溶解，或者用酸降解[4]，過(guò)濾得到滌綸纖維.本課題對(duì)廢舊軍服回收得到的滌綸(以下簡(jiǎn)稱廢舊滌綸)纖維進(jìn)行了測(cè)試與紡紗研究，以助其產(chǎn)品開(kāi)發(fā).

1纖維的性能測(cè)試與分析

測(cè)試所用的廢舊滌綸纖維、普通滌綸纖維和細(xì)絨棉纖維來(lái)自鄭州宏大紡紗公司，對(duì)3種纖維的拉伸性能、線密度、長(zhǎng)度和回潮率進(jìn)行測(cè)試比較.所用儀器有Y171型纖維切斷器(10 mm)、LLY-06B電子式單纖維強(qiáng)力儀、YG747型通風(fēng)式快速八箱恒溫烘箱等.測(cè)試結(jié)果如表1所示.

表1　纖維性能指標(biāo)

從表1中可以看出，廢舊滌綸纖維的平均長(zhǎng)度、斷裂強(qiáng)度與斷裂伸長(zhǎng)率比普通滌綸纖維小，原因可能是廢舊滌綸經(jīng)使用和破碎、纖維分離、開(kāi)松等工序，又受到染化料和其他雜質(zhì)的影響，纖維變短，力學(xué)性能下降.廢舊滌綸纖維的斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率比細(xì)絨棉纖維大，這主要是由纖維內(nèi)部的結(jié)構(gòu)決定的；廢舊滌綸纖維的回潮率比普通滌綸纖維大，原因可能是纖維里摻雜著回潮率較大的雜質(zhì)；廢舊滌綸纖維與普通滌綸纖維的線密度很接近，比細(xì)絨棉纖維略高.

2紡紗

純紡廢舊滌綸纖維有很大難度，可混入一些新纖維以提高它的可紡性，嘗試用廢舊滌綸纖維與棉纖維進(jìn)行混紡.

原料：廢舊滌綸纖維質(zhì)量為100 g，細(xì)度為2.35 dtex，強(qiáng)力為5.53 cN，平均長(zhǎng)度為16.34 mm；棉纖維質(zhì)量為100 g，細(xì)度為2.12 dtex，強(qiáng)力為4.50 cN，平均長(zhǎng)度為29 mm.

預(yù)定紗線規(guī)格：細(xì)度為21 tex.

紡紗工藝流程：滌+棉D(zhuǎn)HU A202清梳小樣機(jī)→DHU A301并條實(shí)驗(yàn)機(jī)→DHU C01棉型粗紗試驗(yàn)機(jī)→DHU X01棉型細(xì)紗試驗(yàn)機(jī).

2.1清梳聯(lián)工藝

DHU 202清梳小樣機(jī)的輸出速度為5 m/min，道夫速度為23.08 r/min，導(dǎo)棉羅拉與給棉羅拉之間的牽伸為1.386倍，刺輥與錫林之間的牽伸為403.571倍，剝棉羅拉與道夫之間的牽伸為1.345倍，剝棉羅拉與大壓輥之間的牽伸為1.085 7倍，大壓輥與小壓輥之間的牽伸為1.005倍.

清梳聯(lián)工序結(jié)束之后，對(duì)落棉進(jìn)行稱量，其質(zhì)量為75 g.由于廢舊軍服經(jīng)開(kāi)松后長(zhǎng)度過(guò)短，落棉中幾乎都是廢舊滌綸纖維，棉纖維極少，可以忽略不計(jì)，此時(shí)可算出制得棉條的滌/棉混紡比為20/80.

2.2并條工藝

DHU 202型并條機(jī)工藝應(yīng)設(shè)計(jì)車速為120 m/min，頭道并條應(yīng)采用8根棉條喂入，后區(qū)牽伸1.36倍，前區(qū)牽伸3.5倍，前張力牽伸1.02倍，后張力牽伸1.02倍；二道并條采用6根棉條喂入，后區(qū)牽伸1.36倍，前區(qū)牽伸4.5倍，前張力牽伸1.02倍，后張力牽伸1.02倍，給棉羅拉與導(dǎo)棉羅拉間的張力牽伸倍數(shù)為0.995 6，主電機(jī)速度為6 m/min，粗紗定量為5.5 g/10 m.

2.3粗紗工藝

根據(jù)工藝設(shè)計(jì)要點(diǎn)、機(jī)器型號(hào)、纖維性能、紗線細(xì)度等因素，DHU C01棉型粗紗機(jī)應(yīng)選擇粗紗干定量為5.5 g/10 m，由并條紡出的棉條經(jīng)過(guò)計(jì)算可知棉條定量為11.3 g/5 m，粗紗捻度為5 捻/10 cm，牽伸倍數(shù)為5，錠速為500 r/min.

2.4細(xì)紗工藝

考慮細(xì)紗機(jī)型、紗線細(xì)度為21 tex即中特紗、成紗質(zhì)量和生產(chǎn)效率等因素，DHU X01棉型細(xì)紗機(jī)牽伸形式為三羅拉長(zhǎng)短皮圈，錠數(shù)6錠，錠速為5 000 r/min，前羅拉轉(zhuǎn)速為88.5 r/min，后羅拉轉(zhuǎn)速為4.06 r/min；紡紗速度為6.9 m/min，紗線捻度為78.6捻/10 cm；總牽伸倍數(shù)為21.8，后區(qū)牽伸倍數(shù)設(shè)置為1.25；鋼領(lǐng)選擇PG1型(邊寬3.2 mm)，鋼絲圈型號(hào)為6802 ，鋼絲圈線速度為37 m/s[5-7].

3測(cè)試結(jié)果與分析

對(duì)紗線的線密度、強(qiáng)伸度、捻度、條干、毛羽進(jìn)行了測(cè)試并分析，測(cè)試儀器有YG086C型縷紗測(cè)長(zhǎng)機(jī)、PC/YG061F型電子單紗強(qiáng)力機(jī)、Y331N型紗線捻度機(jī)、YG135E型紗線條干均勻度儀、YG171L型光電投影計(jì)數(shù)式毛羽測(cè)試儀等.廢舊滌綸纖維/棉(20/80)(自紡)、普通滌綸/棉(20/80)(購(gòu)買成品)、純棉紗(購(gòu)買成品)細(xì)度均為21 tex，分別記作試樣1、試樣2和試樣3.

3.1線密度

按GB/T 4743—2009《紗線線密度的測(cè)定 絞紗法》[8]測(cè)試所紡廢舊滌綸/棉紗線的線密度.取5縷紗測(cè)得紗線的平均線密度為20.504 tex，線密度偏差為-2.362%.由此可知，最終紡出的紗線比預(yù)先設(shè)計(jì)的紗線細(xì)度小.

3.2捻度

按GB/T 2543.1—2001《紡織品 紗線捻度的測(cè)定 第一部分：直接計(jì)數(shù)法》[9]對(duì)3種試樣分別測(cè)試5次，取平均值得到紗線的捻度，結(jié)果如表2所示.

表2　試樣的捻度

由表2可以看出，3種紗線雖然是同種紗支，但是它們的捻度和捻系數(shù)是不同的.

3.3條干均勻度

按GB/T 3292.1—2008《紡織品 紗條條干不勻試驗(yàn)方法 電容法》[10]測(cè)得3種試樣的條干CV值、粗細(xì)節(jié)及棉結(jié)，結(jié)果如表3所示.

表3　條干CV值、粗細(xì)節(jié)及棉結(jié)的測(cè)試結(jié)果

由表3可以看出，試樣1(廢舊滌綸/棉紗)的條干CV值最大，粗節(jié)、棉結(jié)特別是細(xì)節(jié)數(shù)都比另兩種試樣多，造成這種現(xiàn)象的主要原因是試樣1中混合的廢舊滌綸纖維長(zhǎng)度過(guò)短，為16.34 mm，使混紡紗的條干不均勻性增加，粗節(jié)和細(xì)節(jié)的數(shù)量增多.

3.4強(qiáng)伸度

按GB/T 3916—1997《紡織品 卷裝紗 單根紗線斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定》[11]對(duì)3種試樣分別測(cè)試5次，取平均值得到紗線的強(qiáng)伸度，結(jié)果如表4所示.

表4　紗線強(qiáng)伸度的測(cè)試結(jié)果

從表4可以看出，試樣1(廢舊滌綸/棉紗)的斷裂強(qiáng)力、斷裂強(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)比試樣2(普通滌綸/棉紗)和試樣3(純棉紗)低，而斷裂強(qiáng)力CV值、斷裂強(qiáng)度CV值和斷裂伸長(zhǎng)CV值比試樣2和試樣3都大，造成這種現(xiàn)象的原因可能是廢舊滌綸纖維的強(qiáng)度雖然比棉纖維高，但由于廢舊滌綸纖維的長(zhǎng)度過(guò)短，在與棉混紡的過(guò)程中，纖維之間的接觸面積小，抱合力就差，使紗線的力學(xué)性能下降.

3.5毛羽

按FZ/T 01086—2000《紡織品 紗線毛羽測(cè)定方法 投影計(jì)數(shù)法》[12]對(duì)3種試樣的紗線毛羽進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如表5所示.

表5　紗線毛羽的測(cè)試結(jié)果

由表5可以看出,試樣1的毛羽最多，主要原因是紗線的毛羽與形成紗線的纖維長(zhǎng)度和短纖維含量密切相關(guān)，纖維的長(zhǎng)度越短，單位體積頭端的毛羽數(shù)越多，紗線表面出現(xiàn)毛羽的概率就越高，露出紗線表面的毛羽長(zhǎng)度就越長(zhǎng)，毛羽量也越多.試樣1中由于廢舊滌綸纖維長(zhǎng)度為16.34 mm，基本都是短纖維，即短纖維含量約20%，而試樣2和試樣3中幾乎沒(méi)有短纖維，故試樣1的毛羽比其他兩種試樣多.

4結(jié)論

(1)廢舊滌綸纖維的斷裂強(qiáng)力、斷裂強(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)明顯比普通滌綸纖維低但比純棉纖維高，即纖維彈性比普通滌綸纖維差、比純棉纖維好.

(2)廢舊滌綸纖維的回潮率比普通滌綸纖維大、比純棉纖維小，這說(shuō)明廢舊滌綸纖維的吸濕性比普通滌綸纖維好、比純棉纖維差.

(3)廢舊滌綸/棉紗的條干均勻度、強(qiáng)伸度和毛羽都比普通滌綸/棉紗和純棉紗差.

參考文獻(xiàn)：

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Study on the properties and recycled yarn from waste uniforms

CAO Chenghui1,2, ZHU Jinzhong1,2, WANG Fan2

(1.TextileInstituteofScienceandStandardApplication,HenanUniversityofEngineering,Zhengzhou450007,China; 2.CollegeofTextiles,HenanUniversityofEngineering,Zhengzhou450007,China)

Abstract:In order to reuse the waste uniforms, the performance of the old uniform polyester fibers are tested and compared with that of pure cotton, regular polyester. Spinning of the recycled yarns is designed and the yarn performance is tested and compared with that of ordinary polyester/cotton yarns and cotton yarns. The results show that the strength, strength ratio of the waste polyester fiber is higher than that of cotton yarns, but it is lower than the ordinary polyester fiber, and the moisture regain is larger than that of ordinary polyester fiber; the breaking strength, flexibility, evenness uniformity of the recycled polyester/cotton yarn is poorer than that of ordinary polyester/cotton and pure cotton yarn; the slugs, and thin places are of waste polyester/cotton yarn are more than that of ordinary polyester/cotton and pure cotton yarns.

Key words:recycled polyester fibers；yarn；action stretch；unevenness；hairiness

中圖分類號(hào)：TS102.9

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1674-330X(2016)01-0013-04

作者簡(jiǎn)介：曹成輝(1981-)，男，山東章丘人，講師，主要從事紡紗工藝與設(shè)備研究.

基金項(xiàng)目：河南工程學(xué)院紡織科技與標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用研究所資助項(xiàng)目(YJJJ2014006)

收稿日期：2015-08-28