20世纪80年代中期，美国航空航天局（NASA）为了更好地保护宇航员和贵重设备，使其免受太空温度急剧变化的影响而资助研发具有智能调温功能的新型纤维，俗称“空调纤维”。20世纪90年代初，美国Outlast技术公司利用微胶囊技术制造蓄热调温纺织品。经数年的研究改进，于1997年开始生产和销售含有蓄热调温微胶囊的纤维、纱线、织物等产品。

　　通过微胶囊纺丝制备的这种具有智能调温功能的纤维有腈纶基及粘胶基两种类型。粘胶基调温纤维属于普通粘胶纤维的功能化品种，是将相变调温材料（采用微胶囊包奄）技术和粘胶纤维制造技术相结合开发出的一种高科技产品，具有蓄热、放热双向温度调节功能，能够根据外界环境温度的变化，通过纤维中所包含的相变材料发生液固可逆变化吸收或放出热量，在纺织品周围形成温度基本恒定的微气候，从而实现双向温度调节功能。目前，在市场上进口的粘胶基Outlast纤维（以下简称Outlast纤维）主要由美国Outlast技术公司生产，价格比较昂贵，其纤维材料的制品还并不能得到广泛接受。而同类产品粘胶基Siwear纤维（以下简称Siwear纤维）是我国自主开发的种功能性纤维，填补了我国粘胶纤维行业的项空白。本文旨在对美国生产的粘胶基Outlast纤维与国产的粘胶基Siwear纤维的性能进行对比研究，确定纺纱工艺，并对这两种纤维所纺纱线的性能进行测试分析。

　　1原料性能及纺纱品种试验选用Outlast纤维和Siwear纤维原料，两种纤维的主要性能如下。

　　纤维名称长度/mm干态断裂强度干态伸长率/%湿态断裂强度湿态伸长率质量比电阻回潮率/%由对比数据可以看出，两种纤维的性能比较接近，国产Siwear纤维细度稍细、长度较长、单纤维断裂强度稍高。我们采用以上两种原料在相同工艺条件下纺制14. 8tex纯纺纱。由于两种纤维的断裂强度较小，在清棉、梳棉过程中受到打击、梳理会产生较多的短绒，在牵伸过程中也会黏连在机件和胶辊上，对正常牵伸产生干扰；在粗细纱工序易产生意外牵伸、增加断头，造成纺纱困难。

　　两种纤维的质量比电阻较大，易产生静电缠堵问题，给纺纱生产带来一定的难度。另外，两种纤维吸湿性较好，回潮率较大，易受环境温湿度影响产生回潮率波动，需要严格控制车间温湿度。因此，纺纱中需要针对原料特点，采取相应的工艺技术措施，使纺纱顺利进行。

　　2纺纱工艺流程A002B型抓棉机一FA022型多仓混棉机FA106型开棉机一A092AS型给棉箱一A076C型成卷机一1181型梳棉机一FA315型并条机（两道）一A454E型粗纱机一FA502A型细纱机3各工序工艺参数配置及技术措施纤维的质量比电阻较大，在纺纱过程中静电现象严重，因此纺纱前需添加抗静电剂和抗滑剂，在避免静电现象的同时也增加了纤维之间的抱合力，使之达到纺纱要求。具体做法为将纤维扯松，然后根据纤维的干重喷洒0. 2%~0.4%的抗静电剂，并放置24h待用。

　　由于该类纤维有微胶囊包奄其中，纺纱中受到较大外力作用时，纤维中的微胶囊有可能破碎，损害纤维温度调节功能的发挥。因此，尽量减少纤维中微胶囊的破损成为在纺纱过程中配置各工序相关工艺参数时必须考虑的条基本原则。另外，各工序要注意保持纺纱通道及摩擦器件的光洁度，采取必要的防静电措施，严格控制各车间的温湿度。

　　3.1开清棉工序开清棉工序主要是将纤维松解成纤维小块或小束，破除纤维集合体中纤维之间的联系，同时也松解纤维与杂质之间的联系，清除原料中的杂质、疵点及部分短绒。由于两种纤维的整齐度好，纤维含杂较少，具有粘胶纤维的性质。开清棉要遵守‘’多梳少打、慢速多混、尽量少落“的原则。为避免过度打击、揉搓纤维造成微胶囊的破裂，应提高各机运转效率，控制打手速度及相关隔距。抓棉机要减小打手下降动程，减缓打手速度，减少抓取量，既可做到对纤维的轻打击，又可实现”勤抓少抓、精细抓取“的工艺原则。同时，缩小开棉机尘棒隔距，放大尘棒到打手的隔距，降低打手速度，以达到轻打少落的目的。开棉机打手速度369r/min，成卷机综合打手速度950r/min，为了防止静电的产生，车间要求保持较大的相对湿度。棉卷定量为390g/m，棉卷罗拉速度13r/min，棉卷重量不匀率控制在1.0%以内。

　　3.2梳棉工序两种纤维的强力均较低，断裂伸长率较高，纤维卷曲少，纤维间抱合力差，棉网易下坠，棉网转移困难，而且梳理过程中易损伤微胶囊。同时，纤维的质量比电阻较大，易产生静电。因此，梳棉工序应合理配置梳理工艺，尽量减少纤维损伤，防止微胶囊破裂，防止因静电造成的缠绕现象。同时要注意提高纤维转移能力，增强棉网清晰度，改善生条均匀度。要严格采用“偏轻定量、低速度、大隔距、小牵伸”的工艺原则。适当抬高给棉板，以增加分梳工艺长度，减轻纤维损伤。要合理控制梳棉车间温湿度，避免因静电现象造成纤维转移困难。在梳棉开始生产时，前上罩板处出现飞花，影响正常生产，且导致棉网不匀。经过检查，发现是由于前上罩板位置不合理造成的，通过多次调节梳棉机前上罩板高低位置，飞花现象得到了解决。梳棉工序主要工艺参数：锡林速度340r/min，刺辊速度776r/min，道夫速度19.4r/min，盖板速度71mm/min.锡林至盖3.3并条工序纤维卷曲小、纤维蓬松、抱合力差、静电严重，为保证并条质量，宜遵循“大隔距、轻定量、低速度”的工艺原则。胶辊需经过防静电处理，摇架加压量需调低10%，减少由于压力过大使微胶囊破裂、油脂溢出造成的纤维绕胶辊、缠罗拉现象。由于纤维较为蓬松，当并合道数和并合根数较多、牵伸倍数较大时，纤维平行伸值度提高，易使纤维更加松散，抱合力变差，生产中时常发生堵塞圈条盘现象。其中Outlast纤维表现较为严重。为此，我们进行了多次试验，将原设计的三道并合工艺改为两道并合，并合根数均减为6根，较好地解决了这一问题。并条工序采用头并牵伸倍数大、末并牵伸倍数小的倒牵伸工艺，以改善熟条的条干均匀度。两道并条的出条速度均为270m/min，罗拉隔距均为13mmX16mm；头道并条定量17.牵伸6.60倍，后区牵伸1.83倍；末道并条定量17.0g/5m，总牵伸6. 17倍，后区牵伸1.61倍。这两种纤维易受环境影响，出现回潮率波动，生产中要严格控制车间温湿度。

　　3.4粗纱工序在粗纱工序，为保证粗纱质量，应当采用‘’大隔距、轻定量、小张力、小后区牵伸、低速度“的工艺原则。为避免微胶囊破裂，摇架压力调到低档。为了使粗纱拥有较好的条干，选用较小的后区牵伸，在保证总罗拉隔距不变的条件下适当减小后区罗拉隔距。在粗纱纺制过程中，仍要考虑到这两种纤维质量比电阻较大，纤维静电严重的现象，要增大车间的湿度，车间相对湿度为60% ~65%.为减少粗纱飘头、断头的现象，防止粗纱意外牵伸，适当降低前罗拉速度，粗纱张力偏小掌握。为了增加纤维间抱合力，采用较大的捻系数，较低的锭速，同时要避免绕罗拉、绕胶辊现象，减少纱疵的形成，提高成纱质量。粗纱工序主要工艺参数：定量6.0g/10m，锭速659r/min，前罗拉速度255r/min，总牵伸8. 78倍，罗拉隔距25mmX35mm，设计捻系数76.3.实测Outlast纤维粗纱捻系数69，捻度不匀率1. 29%，粗纱重量不匀率0.67%，条干CV4.97%；Siwear纤维粗纱捻系数76.1，捻度不匀率1.36%，粗纱重量不匀率3.9%.由以上实测粗纱质量指标可见，两种纤维粗纱的重量不匀率和条干不匀率相差较大。分析原因，主要是由于粗纱机采用高架导纱，在导条过程中出现了意外牵伸。两种纤维相比而言，Outlast纤维抱合力较差，条子在粗纱工序中意外牵伸较大，对粗纱重量不匀率和条干不匀率造成定影响。

　　3.5细纱工序考虑到这两种纤维的强力较低，纤维卷曲少，纤维间的抱合力较小，细纱工序采用集聚纺，以利于减少毛羽，提高强力。为避免纤维微胶囊破裂，细纱机选择了较低挡的前胶辊加压量，同时将罗拉隔距调大为19mmX38mm，以缓和牵伸力。为了保证正常的牵伸，采用较小的后区牵伸倍数与较大的后区罗拉隔距相匹配，以获得较好的成纱条干水平。适当降低锭速和前罗拉速度以稳定纺纱张力，降低断头。两种纤维所纺纱号均为14.8tex，后区牵伸均为1. 15倍，捻度87.9捻/10cm.Outlast纤维纯纺纱实际总牵伸45.1倍，前罗拉速度172r/min；Siwear纤维纯纺纱实际总牵伸45.41倍，前罗拉速度184r/min.*初两品种均采用相同的前罗拉速度，但Outlast纤维纯纺纱的断头现象严重。经分析，主要原因是由于Outlast纤维长度较短，加之纤维本身卷曲度小，抱合力差造成的。为此，我们适当降低了Outlast纤维纯纺纱的前罗拉速度。

　　4成纱性能测试与分析经测试，两种纤维纯纺纱的成纱质量指标如下。

　　纺纱种类纤维纯纺纱百米重量CV/%断裂强度单强CV/%伸长率3mm毛羽细节/个km1粗节/个km1棉结/个km1纤维纯纺纱的强伸性能、条干水平及3mm毛羽根数均优于Outlast纤维纯纺纱，由于两种纱的设计捻度致，强伸性能差异主要由纤维性能差异造成。Siwear纤维长度较长、细度稍小、单纤维强力稍高，因此表现出成纱断裂强度较高、伸长率较高。纱的条干水平与纤维截面根数及纤维长度密切相关，两种纤维成纱号数相同，Siwear纤维由于细度较细，纱截面内的纤维数量较多，且纤维长度较长，故表现出其成纱条干CV及常发性纱疵数量均较优于Outlast纤维纯纺纱。另外，由于Siwear纤维长度较长、细度较细，纺纱过程中，纤维头端露出的几率较低，形成的毛羽较少。对比指标中成纱百米重量CV，Outlast纤维纯纺纱明显高于Siwear纤维纯纺纱，其原因并非由两种纤维长度、细度差异造成，而从两种粗纱的质量数据看，Outlast纤维粗纱重量不匀率和条干CV均差于Siwear纤维粗纱，这可能是前纺生产中某些质量控制措施不到位形成了前纺半成品质量差异，从而造成细纱重量CV的差异。

　　Siwear纤维是我国自主生产的新型粘胶基功能性纤维，由以上对比数据可以看出，其纺纱性能已经达到甚至超过了进口Outlast纤维的质量水平，其价格远低于进口产品，性价比具有明显的优势。各生产企业可选用Siwear纤维替代Outlast纤维，有效降低生产成本，开发出更多更好的功能性纺织品，满足市场的需求。

　　5结语纤维纯纺纱的纺制，应针对纤维强力较低，质量比电阻较大，静电现象严重，易产生毛羽的特点，合理配置各工序工艺参数并采取必要的技术措施。首先应对纤维进行纺前预处理，添加合适的抗静电剂，纺纱过程中保持纺纱通道光滑，并严格控制各车间的温湿度。应以防止微胶囊破裂为原则，合理配置相关工艺。开清棉要控制打手速度、轻打少落；梳棉要适度梳理、顺利转移、减少纤维损伤；并条、粗纱、细纱胶辊加压量均应适当调低，以防止微胶囊破裂；并条胶辊进行防绕处理，选择适当的粗纱捻系数；细纱适当放大罗拉隔距，采用较小的后区牵伸倍数和较低的速度。采取以上工艺技术措施后，获得了较好的纺纱效果。对比试验表明：我国自主生产的Siwear纤维的成纱质量已达到甚至超过进口的Outlast纤维，其价格远低于进口Outlast纤维，具有较高的性价比，可作为进口纤维的替代品，在降低生产成本，促进功能性纤维新产品的应用与开发中发挥积极作用。